Человеческое тело составлено из десятков триллионов клеток. Каждая клетка содержит тысячи белков, которые определяют, как клетка должна сформироваться и что функционирует, это должно выступить. Белки, в свою очередь, составлены из сотен аминокислот.
Проект каждого белка определен генетическими кодонами, которые являются тройками нуклеотидов, которые могут сделать 20 различных типов аминокислот. Путь, которым аминокислоты соединены тогда, определяет, какие белки в конечном счете произведены, и в свою очередь, что функционирует, клетка будет иметь.
То, что нашли исследователи, было то, который не только делает последовательность вопроса аминокислот, но и также – скорость процесса, в котором аминокислоты соединены в функциональный белок.«Наши результаты раскрыли новый ‘кодекс’ в генетическом коде.
Мы чувствуем, что это довольно важно, поскольку открытие раскрывает важный регулирующий процесс, который влияет на всю биологию», сказал доктор И Лю, профессор Физиологии.Это было давно известно, что почти каждая аминокислота может быть закодирована многократными синонимичными кодонами и что у каждого организма, от людей к грибам, есть предпочтение определенных кодонов. Исследователи нашли, что более часто использовал кодоны? «предпочтительные кодоны»? ускорьте процесс производства цепи аминокислоты, в то время как менее часто производимые кодоны замедляют процесс.
Использование или предпочтенных или непредпочтенных кодонов похоже на знаки скорости наличия на производственном шоссе белка: некоторые сегменты должны быть сделаны быстрыми и медленные другие.«Генетический код нуклеиновых кислот главный в жизни, поскольку это определяет последовательности аминокислот белков», сказал доктор Лю, Ученый Луизы В. Кан в Биомедицинском Исследовании. «Влияя на скорость, с которой белок собран от стандартных блоков аминокислоты, использование «быстрых» и «медленных» кодонов может затронуть сворачивание белка, которое является процессом, который позволяет белку формировать правильную форму, чтобы выполнить определенную функцию.
Этот механизм регулировки скорости удостоверяется, что белки собраны и свернуты правильно в различных клетках. Поэтому генетический код не только определяет последовательность аминокислот, но также и форму белка».
Исследователи нашли, что у белков с идентичными последовательностями аминокислот могут быть различные функции, если они собраны на различных скоростях. Это может иметь важные последствия для идентификации человеческих вызывающих болезнь мутаций, потому что это исследование указывает, что мутация не должна изменять идентичность аминокислоты, чтобы вызвать болезнь.
На самом деле большинство мутаций в ДНК человека не приводит к изменению аминокислоты.«Поэтому наше исследование указывает, что новый «кодекс» – ограничение скорости собрания – в генетическом коде может продиктовать окончательную функцию данного белка», сказал доктор Лю.
Результаты появляются как тема номера журнала Molecular Cell, одна из главной молекулярной биологии, биофизики и журналов биохимии.Последние результаты расширяют предшествующее исследование, изданное доктором Лю и коллегами по своей природе в 2013, которые привнесли нечто новое, демонстрируя, что синонимичные кодоны циркадного белка часов не то же самое в создании функциональных белков, несмотря на то, что они кодируют те же самые аминокислоты.
Гены могут приспособиться к различным изменениям окружающей среды, выбрав самый оптимальный кодон, который парадоксален к естественному отбору.Доктор Лю и его команда в состоянии изучить эти системы, используя тип гриба формы хлеба под названием Neurospora crassa.
Использование формы допускает легкую манипуляцию своих генов и кодонов в лаборатории, которые более трудно сделать у животных. Лаборатория доктора Лю также пытается распутать тайны хронобиологии и молекулярных механизмов, которые лежат в основе ежедневных биологических часов организма, названных циркадными часами.
Биологические часы были описаны в почти всех организмах, располагающихся в сложности от единственных организмов клетки до млекопитающих, и функционировать в контроле суточных ритмов, таких как след сна и циклы деятельности, циклы температуры тела, эндокринные функции и экспрессия гена.