Историю происхождения генетического кода пересмотрели. Что с ней не так
. Среди авторов нового исследования эксперт из Аризонского университетаPNAS: историю происхождения генетического кода пересмотрели
Спираль ДНК
Международная команда ученых нашла доказательства необходимости пересмотреть устоявшуюся версию об эволюции универсального генетического кода. По их мнению, существующие представления образовались на основе недостоверных лабораторных данных. Результаты исследования опубликованы в журнале PNAS, среди авторов статьи — докторант междисциплинарной программы Genetics Graduate Аризонского университета Савсан Вехби. Вкратце о выводах экспертов пишет Phys.org.
Генетический код состоит из последовательностей трех нуклеотидов (кодонов), в ДНК или РНК осуществляется их перевод (трансляция) в последовательность белков посредством 20 аминокислот. Ученые установили, что на раннем этапе существования жизни в организмах были небольшие молекулы аминокислот, при этом аминокислоты, связанные с металлами, образовались раньше, чем считалось. Кроме того, эксперты установили, что современный тип генетического кода, вероятно, появился уже после того, как вымерли другие коды.
Авторы исследования указали, что устоявшееся представление о генетическом коде основано на эксперименте Миллера — Юри 1952 года. Тогда попытались смоделировать условия, в которых происходило зарождение жизни на Земле. Эксперимент показал, что неживая материя в ходе химических реакций может порождать строительные блоки жизни, в том числе аминокислоты. Однако впоследствии результаты опыта подверглись критике. Так, в ходе эксперимента не было получено аминокислот с содержанием серы, поэтому считается, что такие соединения появились позже. Однако на раннем этапе существования Земли этот элемент уже был в достаточном количестве. При этом в ходе эксперимента серы не было в числе ингредиентов.
В недавнем исследовании применили новый метод анализа последовательностей аминокислот по древу жизни до последнего универсального общего предка (LUCA). Это гипотетическая популяция организмов, существовавших 4 млрд лет назад, ее рассматривают в качестве общего предка всех живых организмов на Земле. В предыдущих исследованиях фокусировались на полной последовательности белков, в новом — на домене белка (более коротких участках аминокислот).
Авторы исследования сравнили домен белка с автомобильным колесом. Оно может использоваться в разных моделях машин, при этом колесо появилось раньше, чем такой вид транспорта.
Эксперты установили свыше 400 семейств последовательностей, которые восходят к LUCA. Около 100 из них появились даже раньше, при этом в них обнаружили триптофан и тирозин — считалось, что такие соединения появились в генетическом коде позже.
Генетический код хранится в хромосомах. Каждая хромосома человека состоит из специфических белков и одной молекулы ДНК. Отдельные участки ДНК — гены, в них кодируется информация об индивиде: цвет глаз, рост, особенности организма. О существовании хромосом стало известно во второй половине XIX века. Одно из первых систематизированных описаний предложил немецкий биолог Вальтер Флемминг.
У здоровых людей в одной клетке 23 пары хромосом. Первые 22 называют «аутосомы», они одинаковы у мужчин и женщин; 23-я пара — половые хромосомы: женщин — две копии X, а у мужчин одна Х- и одна Y-хромосома.
