Naučnici koji testiraju novu metodu sekvenciranja pojedinačnih ćelija neočekivano su promenili naše razumevanje pravila genetike.
Genom protista je otkrio naizgled jedinstvenu divergenciju u DNK kodu koji signalizira kraj gena, što ukazuje na potrebu za daljim istraživanjem kako bi se bolje razumela ova grupa različitih organizama.
Dr Džejmi Mekgouan, postdoktorski naučnik na Institutu Erlam, analizirao je sekvencu genoma mikroskopskog organizma — protista — izolovanog iz slatkovodnog jezera u parkovima Univerziteta Oksford. Istraživanje je objavljeno u PLoS Genetics.
Rad je imao za cilj da testira cevovod za sekvenciranje DNK za rad sa veoma malim količinama DNK, kao što je DNK iz jedne ćelije. Dr MekGovan je radio sa timom naučnika na Institutu Erlham i sa grupom profesora Tomasa Ričardsa na Univerzitetu u Oksfordu.
Ali, kada su istraživači pogledali genetski kod, protista Oligohimenophorea sp. Ispostavilo se da je PL0344 nova vrsta sa malo verovatnom promenom u tome kako se njena DNK prevodi u proteine.
Dr Mekgouan je rekao: „Puna sreća što smo izabrali ovog protista da testiramo naš cevovod za sekvenciranje, i on samo pokazuje šta je tamo, naglašavajući koliko malo znamo o genetici protista.“
Teško je davati bilo kakve izjave o protistima kao grupi. Većina su mikroskopski, jednoćelijski organizmi kao što su amebe, alge i dijatomeje, ali postoje veći višećelijski protisti—kao što su morske alge, sluzave plesni i crvene alge.
„Definicija protista je labava—u suštini to je bilo koji eukariotski organizam koji nije životinja, biljka ili gljiva“, rekao je dr Mekgouan. „Ovo je očigledno veoma uopšteno, a to je zato što su protisti izuzetno varijabilna grupa.
„Neki su bliži životinjama, neki bliži biljkama. Tu su lovci i plen, paraziti i domaćini, plivači i sedeči, a ima i onih sa raznolikom ishranom dok drugi fotosintezuju. U suštini, možemo napraviti vrlo malo generalizacija. “
Oligohimenophorea sp. PL0344 je trepavica. Ovi plivajući protisti se mogu videti mikroskopom i nalaze se skoro svuda gde ima vode.
Cilijati su žarišta za promene genetskog koda, uključujući preraspodelu jednog ili više stop kodona — kodona TAA, TAG i TGA. U gotovo svim organizmima, ova tri stop kodona se koriste da signaliziraju kraj gena.
Varijacije u genetskom kodu su izuzetno retke. Među nekoliko varijanti genetskog koda o kojima se do sada izveštava, kodoni TAA i TAG praktično uvek imaju isti prevod, što sugeriše da je njihova evolucija povezana.
„U skoro svakom drugom slučaju za koji znamo, TAA i TAG se menjaju u tandemu“, objasnio je dr Mekgouan. „Kada nisu stop kodoni, svaki od njih specificira istu aminokiselinu.“
DNK je kao nacrt zgrade. On sam po sebi ništa ne čini — daje uputstva za rad koji treba obaviti. Da bi gen imao uticaj, nacrt mora biti „pročitan“ i zatim ugrađen u molekul koji ima fizički efekat.
Da bi se DNK pročitala, prvo se transkribuje u RNK kopiju. Ova kopija se prenosi u drugu oblast ćelije gde se prevodi u aminokiseline, koje se kombinuju da bi se napravio trodimenzionalni molekul. Proces prevođenja počinje na DNK start kodonu (ATG) i završava se na stop kodonu (obično TAA, TAG ili TGA).
U Oligohimenophorea sp. PL0344, samo TGA funkcioniše kao stop kodon—iako je dr Mekgovan otkrio da ima više TGA kodona nego što se očekivalo u DNK cilijata, za koje se veruje da nadoknađuju gubitak druga dva. Umesto toga, TAA navodi lizin, a TAG glutaminsku kiselinu.
„Ovo je krajnje neobično“, rekao je dr Mekgouen. „Ne znamo ni za jedan drugi slučaj u kojem su ovi stop kodoni povezani sa dve različite aminokiseline. To krši neka pravila za koja smo mislili da znamo o translaciji gena – smatralo se da su ova dva kodona povezana.
„Naučnici pokušavaju da konstruišu nove genetske kodove — ali oni su takođe tamo u prirodi. Postoje fascinantne stvari koje možemo pronaći ako ih potražimo.
„Ili, u ovom slučaju, kada ih ne tražimo.“
