28.01 - 04:36

В пластидах паразитического растения обнаружили нетрадиционный генетический код


 

Объединенная группа исследователей из США и Тайваня проанализировала пластидные геномы двух паразитических растений из рода Balanophora и обнаружила уникальные следы миниатюризации. Утрата основной функции, — фотосинтеза — повлекла за собой радикальное уменьшение генома, в котором осталось всего 19 генов. Кроме того, в ДНК практически перестали использоваться гуанин и цитозин, а одному из классических стоп-кодонов нашлось альтернативное применение. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Для того, чтобы фотосинтезировать, растениям необходимы пластиды — симбиотические органеллы, живущие внутри растительных клеток. Раньше они были свободноживущими бактериями, но более миллиарда лет назад они поселились внутри предков растений и с тех пор сильно упростились. Тем не менее, у них сохранилась внешняя клеточная мембрана и собственный, пусть и небольшой, геном. В среднем в нем около сотни генов, тогда как у свободноживущих бактерий их тысячи.

У паразитических растений, которые получают еду от других организмов и не утруждают себя фотосинтезом, пластидные геномы могут быть еще меньше. У одной из Раффлезий — рода, известного своими гигантскими цветами, — его пока не могут найти вовсе, а у ряда других паразитов количество пластидных генов можно сосчитать по пальцам. Фотосинтез, хоть и важнейшая, но не единственная функция пластид, поэтому они работают и у паразитов тоже, но как они ухитряются это делать не очень понятно. Часто пластиды переносят свои гены в ядерный геном и поручают заботы по производству нужных белков общеклеточной машинерии, но из-за разного устройства эти гены нужно сильно адаптировать прежде чем они начнут нормально работать.

Хоть пластидный и ядерный геномы живут в одной клетке, они приходятся друг другу очень дальними родственниками и используют разные «диалекты» генетического кода. В частности, пластиды могут использовать альтернативные слова-кодоны для обозначения стартов трансляции. Рибосомы — молекулярные машины для перевода генетического кода в белковый — тоже устроены у них немного иначе.

В своей работе Хуэй Цзюнь Су (Huei-Jiun Su) и ее коллеги решили посмотреть на то, как происходила миниатюризация пластидных геномов в двух облигатных паразитических растениях из рода Balanophora. Эти грибородобные растения с крошечными цветками живут юшл-восточной Азии и паразитируют на корнях деревьев, никогда не занимаясь фотосинтезом. Секвенировав геномы, ученые обнаружили у них целый ряд уникальных свойств. У обоих видов они оказались исключительно маленькими и содержали всего 19 генов каждый. В них оказались закодированы одна транспортная РНК, четырнадцать генов для построения рибосомы и еще четыре белка неизвестного назначения. По-видимому, остальные гены успели переехать в ядерный геном. Интересно, что транспортная РНК у одного из двух видов по идее не может нормально работать — у нее отсутствует правильный антикодон — участок, ответственный за распознавание кодона, а у другого вида он смещен относительно традиционного положения. Несмотря на это, Balanophora похоже находит этой РНК применение, потому что эта генетическая последовательность у нее наиболее консервативна между этими двумя видами чем все остальные 18 генов.


Ученые нашли и другие следы миниатюризации. Гены были расположены очень плотно и в пяти случаях даже перекрывались друг с другом, а их собственный размер оказался меньше, чем размер тех же генов у других расстений. Последнее получилось за счет многочисленных делеций и утраты всех интронов за исключением одного.


Сам код ДНК оказался тоже довольно необычным и отличался от «диалекта» других бактерий и пластид. Частоты использования пар нуклеотидов могут разниться от вида к виду, но обычно доля гуанина (G) и парного к нему цитозина больше 20 процентов. В пластидах Balanophora это значение составляет 11–13 процентов, а для отдельных участков генома достигает рекордных двух процентов. Такой экстремальный перекос стал возможен благодаря избирательному использованию кодонов: одна и та же аминокислота может быть записана разными словами-кодонами, и выбирая те, в которых больше определенных букв-нуклеотидов, можно повлиять на их общие частоты использования. Кроме того, ученые обнаружили уникальное использование кодона TAG (тимин-аденин-гуанин). В классическом варианте это стоп кодон, который останавливает синтез белка. У Balanophora же он используется вместо кодона TGG, кодирующего аминокислоту триптофан.
Геномы Balanophora оказались удивительным примером того, насколько далеко может зайти минимизация и к каким побочным результатам она приводит. Сравнительно недавно в лаборатории Крейг Вентер с коллегами создали синтетический организм, геном которого постарались свести к минимуму. Оказалось, что для того, чтобы поддерживать свою жизнь, еиу потребовалось меньше пятиста генов.

https://nplus1.ru

Ключевые слова:
Читайте также:

Эксперты назвали фактор высокой смертности в пожилом возрасте

Мужчины, вынужденные жить в условиях низкого дохода, выйдя на пенсию, умирают раньше тех, кто получает достаточно высокие пенсионные выплаты.
Подробнее »»

Выбираем зеркала для спальни

Зеркала – одно из любимых средств дизайнеров.
Подробнее »»

Белые акулы предпочли держаться от косаток подальше

Белые акулы боятся косаток и убегают от них, говорится в Scientific Reports. Исследователи выяснили, что если косатки появляются вблизи излюбленных «кормушек» белых акул — лежбищ морских слонов — акулы предпочитают уплыть и могут не появляться в этом мест
Подробнее »»

Найдены останки вымерших людей неизвестного ранее вида

Ученые назвали этот вид Homo luzonensis.
Подробнее »»

Продукты с пробиотиками: чем они полезны для здоровья

Пробиотики часто назначают после приема антибиотиков.
Подробнее »»

Читайте также:
18.04 - 09:44

Музей вагины поможет женщинам избавиться от неловкости при посещении врачей

Музей о роли влагалища в науке и культуре в скором времени может появиться в столице Великобритании.
Подробнее »»

18.04 - 09:01

Время супа: летние идеи

Лето - время овощей. Спелые, сочные, полные витаминов дары природы так и просятся на стол. Воспользуйтесь этой возможностью витаминизировать свое питание и сделать его менее калорийным.
Подробнее »»

18.04 - 08:27

Медики нашли натуральное средство против высокого давления

Экстракт арбуза может быть полезен гипертоникам. Эксперимент показал, что его прием эффективен для регулирования артериального давления.
Подробнее »»

18.04 - 08:03

В Греции появился на свет ребенок «троих родителей»

Исследователи использовали генетический материал трех человек.
Подробнее »»

18.04 - 07:38

Окаменелости гадрозавроида из Монголии рассказали о миграциях его родичей

Палеонтологи нашли в пустыне Гоби в Монголии отлично сохранившиеся окаменелости нового рода и вида гадрозавроидов, сообщается в PLoS ONE. Gobihadros mongoliensis, по-видимому, жил 90–100 миллионов лет назад и был близким родственником «утконосых» динозавр
Подробнее »»

18.04 - 07:09

Необычная помадка для кулича: топ-3 рецепта

Кто сказал, что помадка для кулича обязательно должна быть классической белковой глазурью? Главное, чтобы была вкусной и красивой.
Подробнее »»

18.04 - 06:32

Как используются пиявки для омоложения

Пиявки: польза, вред и правильное применение для оздоровления.
Подробнее »»

18.04 - 05:40

7 необычных, но полезных соусов на каждый день

Чем можно заменить привычный, но вредный майонез? Полезным домашним майонезом и прочими соусами, которые просты в приготовлении.
Подробнее »»

18.04 - 05:07

Ученые нашли следы самых маленьких динозавров

Исследователи смогли рассмотреть текстуру кожи на лапках существа.
Подробнее »»

18.04 - 04:17

Названо простое средство простив синдрома раздраженного кишечника - врачи

Выяснилось, что синдром раздраженного кишечника может лечиться в том числе посредством задушевных разговоров.
Подробнее »»

18.04 - 04:05

Как испечь самый вкусный кулич на Пасху из сдобного теста

Приближается один из главных христианских праздников - Пасха, поэтому хозяйки уже ищут, как испечь кулич.
Подробнее »»

17.04 - 23:24

Nestle будет выпускать продукты с секретным «ингредиентом долгожителя»

Не за горами то время, когда кетчупы, лапша быстрого приготовления и растворимый кофе станут полезными для здоровья и долголетия
Подробнее »»

17.04 - 23:02

В Канаде нашли признаки скорой климатической катастрофы

Слои вечной мерзлоты являются своеобразной записью летних осадков.
Подробнее »»

17.04 - 22:36

Как сделать шугаринг в домашних условиях

Шугаринг – это способ эпиляции с использованием густой сахарной пасты
Подробнее »»

17.04 - 22:02

Дженнифер Лопес рассказала, что думает по поводу измен Алекса Родригеса

Когда в сети начали распространяться слухи о том, что Алекс Родригес изменяет своей будущей невесте, все, чего мы ждали – громких опровержений и реакции самой Дженнифер Лопес. И вот сегодня мы узнали о последней!
Подробнее »»


Загрузка...
Loading...

Справочная информация

Загрузка...