От гена к белку
ДНК содержится в каждой клетке тела человека, но разные клетки, например нервные и мышечные, выполняют различные функции. Они отличаются в зависимости от того, какие части генетической информации активны в клетке. Генетическая информация транслируется благодаря рибосомам, так называемыми «фабриками трансляции». Рибосомы читают генетический код и на основе этой информации собирают белки. Это можно сравнить с заводом, который строит машину на основе чертежа. Белки являются «рабочими лошадками» нашего организма и выполняют функции, закодированные в наших генах. Для правильного функционирования организма важно, чтобы генетическая информация была точно транслирована на белки. Неправильная трансляция генетического кода может привести к неврологическим заболеваниям, таким как хорея Гентингтона.
«Рамки считывания» в генах
Генетический код транслируется в группы из 3 букв, каждая из которых обозначает название белка. Если трансляция происходит неверно, в трехбуквенном коде может возникнуть ошибка. Например, предложение ниже должно гласить: «мужчина увидел свою новую красную машину» («the man saw his new red car»).
Если рибосома начнет трансляцию этого выражения на одну букву позднее, вот что мы сможем прочитать: «ужчинау виделс воюн овуюк раснуюм ашину» («hem ans awh isn ewr edc ar»).
В случае генетического кода, это явление называется «сдвиг рамки считывания». Санне Бурсма (Sanne Boersma), исследователь Института Хубрехта, объясняет: «Как показано на примере предложения, трансляция «со сдвигом рамки» оказывает большое влияние на белок и обычно приводит к повреждению клетки». До сих пор было неясно, как рибосома может определить место начала трансляции и насколько часто может допустить ошибку.
Новый метод: «солнечный знак» и «лунный знак»
Исследователи разработали новый метод визуализации декодирования генетической информации в живых клетках. Они смогли обозначить различные части белка разными цветами и использовали микроскопию для визуализации. Каждый белок выделен метками, называемыми «солнечный знак» и «лунный знак», которые можно увидеть при микроскопии. Благодаря объединению «солнечного знака» и «лунного знака» исследователи впервые смогли отметить частоту трансляции «со сдвигом рамок».
Большой сюрприз
Исследователи обнаружили, что трансляция «со сдвигом рамок» происходит удивительно часто. Почти у половины всех белков была использована не ожидаемая рамка считывания, а иная. Это открытие говорит о большой сложности организации генетического материала. Основываясь на результатах нового исследования, можно сделать вывод, что наша ДНК, вероятно, кодирует тысячи ранее неизвестных белков с неизвестными функциями. Санне Бурсма рассуждает: «Благодаря нашему исследованию мы теперь можем задать очень важные вопросы: какова функция всех этих новых белков? Они важны для нашего организма или являются отходами побочных продуктов трансляции и могут повредить наши клетки»?
Источник перевода: www.sciencedaily.com
