Обычный забор воды из университетского пруда обернулся для учёных громким открытием. Во время тестирования нового метода секвенирования ДНК они нашли неизвестный ранее микроорганизм. Оказалось, что этот крошечный обитатель пресных водоемов читает свой генетический код по правилам, которые до этого считались невозможными.
Знаки препинания в ДНК
ДНК работает как инструкция по сборке белков. Специальные молекулярные машины-рибосомы читают этот код по кодонам — кусочкам, состоящим из трёх оснований. Большинство кодонов кодирует конкретную аминокислоту — строительный блок белка. Но есть три особых кодона, которые играют роль знаков препинания. В РНК они записываются как UAA, UAG и UGA. Это стоп-сигналы: они дают команду прекратить сборку белка.
У большинства живых существ эти сигналы неизменны на протяжении всей истории эволюции. Иногда в природе встречаются исключения, когда стоп-кодоны начинают кодировать аминокислоты, но при этом UAA и UAG всегда меняли своё значение одновременно и кодировали одну и ту же аминокислоту.
Организм, сломавший систему
Новый микроорганизм — инфузория Oligohymenophorea sp. PL0344 — сломал и это правило. Выяснилось, что кодон UAA кодирует у неё аминокислоту лизин, а UAG — глутаминовую кислоту. При этом классическим стоп-сигналом остался только третий кодон, UGA.
Чтобы система не давала сбоев при сборке белков, у инфузории развился защитный механизм: учёные обнаружили большое скопление стоп-кодонов UGA сразу после участков, кодирующих белки. Если рибосома случайно проскочит конец гена, резервные стоп-сигналы остановят её.
Что это меняет
Эта случайная находка доказала, что механизмы трансляции генетической информации гораздо более гибкие, чем думали учёные. Последующие исследования подтвердили, что подобные уникальные изменения генетического кода независимо возникали и у других видов инфузорий.
Открытие не только расширяет знания об эволюции, но и может помочь в синтетической биологии, где учёные пытаются менять генетический код клеток для создания новых белков с необычными свойствами.
