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:

Куда поехать в июле 2019: пять самых интересных фестивалей

Очень интересные мероприятия пройдут этим летом в Чехии, Венгрии, Дании, Швейцарии, а также в Канаде
Подробнее »»

Лучшие средства для бровей всех времен и народов

Ухоженные, красивые брови – это то, что мало кому досталось от природы, но и то, чего несложно добиться с помощью хорошего мастера, терпения и соответствующих средств.
Подробнее »»

Суперсила каждого знака зодиака 

Вы когда-нибудь задумывались, какой бы способностью владели, будь вы супергероем?
Подробнее »»

Оригинальные блюда с картофелем

Картофель – одна из основных сельскохозяйственных культур универсального значения.
Подробнее »»

Шик, блеск: нюансы роскошного макияжа 

Каждой из нас хочется выглядеть на миллион в любой ситуации, однако это не значит, что нужно покупать тонну люксовых средств.
Подробнее »»

Читайте также:
19.06 - 23:06

Циперус: разведение и уход

Циперус – многолетнее травянистое растение, принадлежащее к семейству Осоковые. В обычной среде распространяется в водоемах и болотистых местах. В мире насчитывается более 600 разновидностей данного растения.
Подробнее »»

19.06 - 22:29

Требования к пищевым трубам из нержавейки

Пищевая нержавейка – уникальный материал, отличающийся высоко прочностью, гигиеничностью, сопротивлением коррозии и пластичностью
Подробнее »»

19.06 - 22:09

Райское наслаждение

О чём это я? О клубнике… А как ещё можно назвать клубнику со взбитыми сливками? Июнь, светлый, тёплый, ласковый, с утра пораньше вручает дачникам корзины. И уже потом те, у кого нет дач, могут приобрести это сокровище на рынке.
Подробнее »»

19.06 - 22:08

Малосольные огурцы: как приготовить хрустящую закуску на зиму

Узнайте, как консервировать малосольные огурцы: рецепт заготовки на зиму
Подробнее »»

19.06 - 21:59

Эпизодическая память у женщин развита лучше, чем у мужчин

Этот вид памяти отвечает за личные воспоминания из прошлого. Однако не все люди одинаково хорошо помнят такую информацию.
Подробнее »»

19.06 - 21:01

Здоровый образ жизни: с чего начать?

У многих из нас желание взяться за здоровый образ жизни появляется после каждого просмотра Instagram-аккаунтов «ангелов» Victoria’s secret и отпадает после первой же домашней тренировки, скачанной с популярного YouTube-канала, или первог
Подробнее »»

19.06 - 20:24

Центральная база данных eHealth безопасна для внесения и хранения электронных данных

Центральная база данных электронной системы здравоохранения (eHealth) соответствует действующему законодательству Украины о защите информации и безопасна для внесения и хранения электронных данных, сообщил глава Национальной службы здоровья Украины (НСЗУ)
Подробнее »»

19.06 - 20:01

Столовый этикет: учимся обедать по-королевски!

Столовый этикет: учимся обедать по-королевски!
Классический порядок подачи блюд на торжественном обеде был установлен еще во французском королевском дворе в XVII веке.

Подробнее »»

19.06 - 19:20

Что делать: самые распространенные мужские комплексы

Комплексы мешают жить и их «счастливому» обладателю, и его второй половинке. Конечно, сильная половина человечества подвержена самокопанию не меньше, чем женщины.
Подробнее »»

19.06 - 19:06

Гимнастика для глаз: полезно, несложно и приятно

Последнее время мне приходится часто пользоваться компьютером. Замечали, что сначала глаза очень негативно реагируют на такое воздействие на них?
Подробнее »»

19.06 - 18:36

Как правильно варить макароны, чтоб они не слипались

Приготовьте правильные макароны, которые не склеиваются в тарелке
Подробнее »»

19.06 - 18:07

Как сделать тренировки регулярными: секреты от актрисы Эшли Грин

Регулярные тренировки особенно эффективны. Убедишься, если посмотришь на красотку актрису Эшли Грин, которая никогда не отлынивает от занятий
Подробнее »»

19.06 - 17:58

Корректировать форму имплантов с помощью лазера предложили российские ученые

Необычное применение пучкам инфракрасного излучения нашла группа исследователей Сеченовского университета и Института фотонных технологий ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН.
Подробнее »»

19.06 - 17:04

Как пережить переезд

Не каждому нравится это суетное и хлопотное дело – переезд. Мысль о новом жилье греет душу, но, представив количество вещей, которые надо будет упаковать, перенести и распаковать, становится плохо.
Подробнее »»

19.06 - 16:09

НСЗУ разработала онлайн-форму для смены номера телефона пользователям e-Health

Национальная служба здоровья (НСЗУ) упростила процесс изменения метода аутентификации (номера телефона) пациента в электронной системе здравоохранения (e-Health).
Подробнее »»


Загрузка...
Loading...

Справочная информация

Загрузка...