Обнаружены новые гены, которые могут возникнуть "из ничего"

Сложность организмов заключена в их генетической информации, но вопрос о происхождении этих генов остается нерешенным. Исследователи из Хельсинкского университета решили этот загадочный вопрос, их работа посвящена механизму формирования палиндромов в ДНК, который приводит к появлению микроРНК. 

Человеческий геном включает около 20 000 генов, используемых для синтеза белков. Действие этих основных генов регулируется тысячами регуляторных генов, включая самые мелкие, которые кодируют молекулы микроРНК, состоящие из 22 пар оснований.

Вопреки относительной постоянности числа генов, в процессе эволюции возникают новые гены, что продолжает привлекать внимание ученых, аналогично интересу к происхождению биологической жизни.

Все молекулы РНК нуждаются в палиндромных последовательностях оснований, которые обеспечивают функциональную конформацию молекулы. Важно отметить, что вероятность случайных базовых мутаций, приводящих к формированию таких палиндромных последовательностей, крайне мала, даже для простых генов микроРНК.

Таким образом, исследователей заботило происхождение этих палиндромных последовательностей. Ученые из Института биотехнологии Хельсинкского университета раскрыли эту загадку, описав механизм мгновенного формирования полных палиндромов в ДНК и, следовательно, появления новых генов микроРНК из ранее некодирующих ДНК.

В ходе своего проекта исследователи изучали ошибки репликации ДНК. Руководитель проекта, Ари Лойтыноя, сравнивает репликацию ДНК с набором текста.

"ДНК копируется по одному основанию за раз, и обычно мутации представляют собой отдельные ошибочные основания, аналогичные неправильным нажатиям на клавиатуре ноутбука. Мы изучали механизм, создающий более крупные ошибки, например, копирование текста из другого контекста. Нас особенно интересовали случаи, когда текст копировался обратно, образуя палиндром", — поясняют ученые.

Исследователи признали, что ошибки репликации ДНК иногда могут оказаться полезными. Они доложили об этом Микко Фриландеру, эксперту в области биологии РНК, который тут же увидел связь с структурой молекул РНК.

"В молекуле РНК основания соседних палиндромов могут взаимодействовать и формировать структуры, напоминающие шпильку. Эти структуры имеют решающее значение для функционирования молекул РНК", — объясняет он.