Можно ли дополнить генетический алфавит?
Выяснено, как могут сочетаться в двуспиральной ДНК неканонические искусственные азотистые основания.:::
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.
Krovinių pervežimas Visagine ir visoje Lietuvoje.
Užnešame ir išnešame daiktus, baldus, išvežame statybines ir kitas šiukšles ir t.t.
Tel.+370-628-14441, +370-625-45777
Грузовые перевозки по Висагинасу и всей Литве.
Заносим и выносим крупногабаритные вещи, вывозим строительный мусор и т.д. Тел. +370-628-14441, +370-625-45777
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.
