Os genes são os blocos de construção da vida e o código genético fornece instruções para processos complexos que tornam o organismo funcional. Mas como e por que isso se tornou? Em um estudo recente do Campeão de Urbana da Universidade de Illinois, a fonte e a evolução do código genético têm sido novas, fornecendo informações valiosas para engenharia genética e bioinformática.
“Nós, minha fonte de código genético misteriosamente ligado a uma composição protom-diptid, a soma das proteínas em um organismo”, o professor do Instituto de Carl e Wes, Gustovo Keto-Noles, do Instituto de Biologia Genômica de Carl e Wes, e a tradução do CRLNS e a tradução de Carl e Wessee Institute e a tradução das críticas. “
O trabalho de Ceto-Anoles se concentra na filogenômica, que é o estudo das relações evolutivas entre os genomas do organismo. Sua equipe de pesquisa havia produzido anteriormente um arquivo fornecendo uma molécula de RNA que fornece aminoácidos durante a síntese de proteínas, uma molécula de RNA de domínios proteicos (unidades estruturais em proteínas) e RNA de transferência (tRNA). Neste estudo, eles pesquisaram a evolução das sequências despotadas (módulos básicos de dois aminoácidos conectados por uma ligação peptídica), encontraram a história de todas as usinas de domínio, tRNA e dippotidides.
A vida foi iniciada no mundo há 3,8 bilhões de anos, mas o gene e o código genético não aumentaram mesmo após 800.000 milhões de anos, e há uma teoria competitiva sobre como aconteceu.
Alguns cientistas acreditam que a atividade enzimétrica baseada em RNA veio pela primeira vez, outros sugerem que as proteínas começaram a trabalhar juntas. Nas últimas décadas, a pesquisa de Cetano-Anoles e seus colegas apóia a visão subsequente da pesquisa, que mostra que as interações proteínas e tRNA ribossômicas apareceram posteriormente na linha do tempo evolutiva.
A vida continua em dois códigos que funcionam em mãos, explicando os anólogos de cetano. O código genético preserva as instruções nos ácidos nucleicos (DNA e RNA), enquanto o código da proteína é chamado de enzima e outras moléculas para salvar as células e mantê -lo funcionando. Duas pontes são ribossomos, fábrica de proteínas celulares, que combina aminoácidos alimentados por moléculas de tRNA em proteínas. Os aminoácidos carregados em tRNAs são chamados aminosil tRNA synthetis. Essas enzimas síntetas atuam como o guardião do código genético, observando que tudo funciona corretamente.
“Por que a vida depende de dois idiomas- para um gene e para uma proteína?” Ceto-Anoles perguntou. “Ainda não sabemos por que esse sistema duplo existe ou se conecta entre os dois. Os motoristas podem não estar no RNA, o que é efetivamente inconsciente. Por outro lado, as proteínas são especializadas no sofisticado gerenciamento de máquinas moleculares”.
Os díptides desempenharam um papel particularmente importante como o módulo estruturado primário de proteínas, e o protoma parecia mais adequado para a história inicial do código genético. Existem 400 combinações potenciais de despopteid, que são amplamente diferentes em diferentes organismos.
A equipe de pesquisa analisou um conjunto de dados de 4,3 bilhões de seqüências dippotides nos 1.561 protomes que representam o organismo dos três superintendentes da vida: Archia, Bactérias e Ucria. Eles usam os dados para criar uma árvore filogenética e a evolução dippotida cronológica. Dippotídeos em uma árvore de domínios estruturais proteicos também foram mapeados para ver se haviam levantado padrões semelhantes.
No trabalho anterior, os pesquisadores criaram um Philogeni de tRNA que ajudou a fornecer uma linha do tempo da entrada para os aminoácidos no código genético, categorizando os aminoácidos em três grupos com base na participação. O mais antigo era o grupo 1, incluindo tiocina, serina e leuceno e grupo 2, incluindo 8 aminoácidos adicionais. Esses dois grupos foram associados à edição de fontes nas enzimas de sintetos, que corrigem o carregamento incorreto dos aminoácidos e garantem que cada códon corresponda a um único aminoácido em um código operacional primário, que estabelece as primeiras regras de especificidade. O grupo 3 incluiu aminoácidos que vieram mais tarde e foram associados ao código genético padrão relacionado ao código genético.
A equipe já demonstrou co-evolução de Synthetis e tRNA relacionada à presença de aminoácidos. Agora, eles podem adicionar dippotídeos à análise.
Ceto-Anoles explicou: “Vimos os resultados se unirem”. “O Congresso é uma idéia essencial da análise filagntica do Congresso. Isso significa que a declaração de evolução com um tipo de dados é confirmada por outro. Nesse caso, testamos três fontes de informação: domínio de proteína, tRNA e sequências dippotid. Todos os três aminoácidos estão sendo adicionados a uma ordem específica em uma certa ordem”.
Outro romance foi a dualidade na presença de articulações despotadas. Cada Dippotid combina dois aminoácidos, por exemplo, alanina-lusina (Al), enquanto uma simetria-uma simetria anti-digitada-lusina-alanina (LA) tem a combinação oposta. Dois suplementos mergulhados em um par; Eles podem ser considerados como imagens espelhadas um do outro.
“Encontramos algo significativo na árvore filogenética”, disse Ceto-Anoles. “A maioria das juntas mergulhadas e anti-mergulhadas era muito próxima entre si no período evolutivo.
Os dippotídeos não foram cultivados como uma combinação voluntária, mas como um componente estrutural crítico que moldou a dobra e a função da proteína. A pesquisa sugere que os díptides apresentam um código de proteína primitivo levantado em resposta às reivindicações estruturais das proteínas primárias, juntamente com o código operacional inicial baseado em RNA. Esse processo foi moldado por co-evolução, edição molecular, catalignismo e especificidade, eventualmente dá origem às enzimas sintéticas, pai moderno do código genético.
Desvendar as raízes evolutivas do código genético faz com que nossa compreensão das fontes da vida se aprofunda e notifique campos modernos, como engenharia genética, biologia sintética e pesquisa biomédica.
“A biologia sintética reconhece o valor de uma visão evolutiva. Guia o design da natureza. É importante entender a antiguidade de elementos e processos biológicos porque destaca sua elasticidade e resistência à mudança. Para criar mudanças significativas, a limitação do código genético e o código subjacente.
“O rastreamento da termostabilidade na fonte de código genético e Dippotid Six on Protome” foi publicado Jornal de Biologia Molecular Entre os autores, Mingley Wang, M. Faiz Aziz e Gustavo estão incluídos.
Esta pesquisa foi apoiada pela National Science Foundation (MCB-0749836 e OIS -132791), o Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (ILU-802-909 e ILU-483-625) e as aplicações de supercumbidos de Supercumbenting Blue.
