Книги сайта: «Мировоззрение», «Познай себя», «Основы адаптологии»,
«Вне привычного», Лекторий МВАП и «Что такое Я».
 
Короткий адрес страницы: fornit.ru/2696
Содержание журнала Достижения науки, техники и культуры
Ссылка на первоисточник статьи: http://science.compulenta.ru/684201/.

Можно ли дополнить генетический алфавит?

Автор: Кирилл Стасевич

Выяснено, как могут сочетаться в двуспиральной ДНК неканонические искусственные азотистые основания.

Канонические пары оснований в двух цепях ДНК (сверху вниз): аденин–тимин (справа), гуанин–цитозин, аденин–тимин, гуанин–цитозин (рисунок <noindex><a target=_blank href=http://www.flickr.com/photos/quadralectics/>quadralectics</a></noindex>).

Канонические пары оснований в двух цепях ДНК (сверху вниз): аденин–тимин (справа), гуанин–цитозин, аденин–тимин, гуанин–цитозин (рисунок quadralectics).

Генетический алфавит состоит из четырёх букв — А, Т, Г, Ц, которые соответствуют четырём азотистым основаниям. Водородные силы между парами комплементарных азотистых оснований держат вместе две нити спирали ДНК. Но четыре основания, по-видимому, не предел. По мнению исследователей из Института Скриппса (США), генетический алфавит может быть дополнен новыми буквами, не нарушая при этом биологических функций ДНК.

В лаборатории Флойда Ромесберга давно колдуют над новыми азотистыми основаниями, которые можно было бы встроить в ДНК. В 2008 году здесь удалось получить такие дополнительные буквы, названные NaM и 5SICS, которые в двуспиральной ДНК стояли друг против друга и могли реплицироваться при удвоении цепей молекулы и синтезе РНК на ДНК-шаблоне. Но при этом исследователи не могли понять, почему новые искусственные основания удерживаются в ДНК. Их обнаружили, проверяя всевозможные нуклеотид-подобные молекулы на способность участвовать в процессах транскрипции и репликации. И сразу же было замечено, что, несмотря на свою эффективность, NaM и 5SICS не могут образовывать между собой те связи, которые держат классические пары генетических букв.

Уотсон-криковские взаимодействия между аденином и тимином, гуанином и цитозином долгое время считались абсолютно необходимыми для поддержания структуры ДНК. Учёные полагали, что именно такие взаимодействия направляют работу ферментов, удваивающих ДНК; без того просто невозможно было бы построить комплементарную цепь. Между тем новые искусственные основания, NaM и 5SICS, соединялись друг с другом хоть и попарно, но совершенно иным образом: одна молекула накрывала другую, и параметры взаимодействий не были жёстко фиксированы и явно отличались от канонических. Как в таком случае мог с ними работать фермент? Наткнувшись на NaM или 5SICS, ДНК-полимераза просто не знала бы, какое основание поставить ему в пару.

В статье, опубликованной в журнале Nature Chemical Biology, исследователи рассказывают о том, что они увидели, когда попытались поближе рассмотреть комплекс фермента с нестандартной генетической буквой. Оказалось, что в активном центре фермента искусственные основания NaM и 5SICS становятся в ту позицию, которая предписана всем прочим, каноническим парам. Так что фермент может однозначно сопоставить одному неканоническому основанию другое — так же, как Т ставится в пару А, а Г — в пару Ц. По словам авторов работы, искусственные буквы удерживаются вместе гидрофобными взаимодействиями, которые и позволяют известные «вольности» во взаимном расположении молекул-напарников. Будь связи между ними более жёсткими и негибкими, они не смогли бы адаптироваться к требованиям ферментов, работающих с ДНК.

Всё это наводит на мысль, что четыре генетические буквы — это не предел и что вообще эволюционный выбор четвёрки А, Т, Г, Ц мог быть случаен. То есть жизнь теоретически может опираться на иные генетические системы; не исключено, что в будущем генетический код сам по себе может расшириться за счёт включения в него новых букв. Пока же исследователи собираются найти практическое применение своим результатам: например, в получении ДНК-подобных структур, которые подавляли бы активность каких-нибудь белков и вирусов.

Подготовлено по материалам Института Скриппса.


Обсуждение Еще не было обсуждений.




Оценить статью >> пока еще нет оценок, ваша может стать первой :)

   
Архив новостей
Анонсы новостей    http://www.scorcher.ru/xml/news.rss - что это?
Ориентировочный рефлекс
Обобщение фактических данных исследований по функции и механизмам ориентировочного рефлекса – границы между рефлексами и сознанием: Ориентировочный рефлекс.
20-09-2020г.

Колонки новой коры
Обобщение фактических данных исследований по кортикальным колонкам новой коры: Колонки новой коры.
29-08-2020г.

Ячеистая структура нейросети
Обобщения серии экспериментов с разными типами схем соединений элементов нейросимулятора в виде ячеистых структур: Ячеистая структура нейросети.
02-08-2020г.

Анонс предметной области: «Схемотехника адаптивных нейросетей»
Эта программная статья анонсирует формирование среды коллективного исследования на сайте Форнит : Анонс предметной области: «Схемотехника адаптивных нейросетей».
19-07-2020г.

Конструктор нейросхем
Для тех, кто желает развить навыки схемотехнического мышления в игровом режиме и лучше понять работу природных нейросетей: Конструктор нейросхем.
04-07-2020г.

Деменция
Деменция как норма индивидуальной адаптивности: Деменция.
19-06-2020г.

Книга «Что такое Я - схемотехнический подход»
Содержание книги основывается на постулате, что природная нейросеть мозга является схемотехнической структурой - в точности, как это можно сказать про схемотехнику электронного прибора - при всей огромной разнице в способах реализации. Книга «Что такое Я - схемотехнический подход».
11-06-2020г.

Редактор Карты Знаний
Авторы создают Карты Знаний, а пользователи их проходят, постепенно вникая в то, что является хорошо понятым автором.: Редактор Карты Знаний.
14-02-2020г.

Что такое «Я»
Популярное обобщение современных фактических данных исследований психофизиологии: Что такое «Я».
23-01-2020г.

Моделирование нейронных сетей мозга
Послойное моделирование нейронных сетей с индивидуальными периодами развития: Моделирование нейронных сетей мозга.
22-12-2019г.

Яндекс.Метрика
 посетителейзаходов
сегодня:11
вчера:22
Всего:605626