Подвійний кодон для науки

Зазвичай кодон ДНК, тобто триплет сусідніх нуклеотидів, відповідає одній амінокислоті. Щойно виявлено виняток.

кодон

Цей миготливий найпростіший - одноклітинний мікроорганізм з ядром - має генетичну особливість: кодон у його ДНК, послідовність UGA, відповідає або амінокислоті цистеїн, або селеноцистеїну.

Універсальною особливістю генетичного коду є те, що три сусідні літери в ДНК - триплет нуклеотидів, який називається кодоном - відповідають одній амінокислоті, будівельному блоку білків. Таким чином, всі кодони дозволяють синтезувати білки, необхідні для життя. Зараз є виняток. Антон Туранов з Університету штату Небраска в США та його колеги виявили, що кодон UGA морського мікроорганізму, Euplotes crassus, представляє або цистеїн, або селеноцистеїн, все в одному гені.

Кодон ДНК транскрибується в передавач РНК-кодон, сам перетворюючись на амінокислоту. Білки виготовляються з 20 різних амінокислот. Зазвичай кодон відповідає одній амінокислоті, але амінокислота може кодуватися різними кодонами. Крім того, в кінці послідовності кодону є так званий стоп-кодон, який зупиняє трансляцію і вивільняє білок. Більшість організмів мають три стоп-кодони: UGA, UAA та UAG. Однак у деяких генах зчитування цих стоп-кодонів за допомогою механізму трансляції може бути модифіковане для кодування додаткової амінокислоти, селеноцистеїну, аналога цистеїну, де атом селену замінює атом сірки. У ссавців перекодування стоп-кодону UGA в селеноцистеїні базується на наявності вторинної структури передавальної РНК, яка називається SECIS (для послідовності введення селеноцистеїну) і яка виглядає як стрижень, увінчаний петлею. Цей елемент зв'язується з певними білками під час трансляції і дозволяє включити селеноцистеїн.

Один кодон, дві амінокислоти

Біологи показали, що E. crassus містить багато білків селену і що селеноцистеїни кодуються UGA; один і той же ген може містити кілька цих кодонів. Однак деякі кодони UGA не відповідають цій амінокислоті і не зупиняють трансляцію білка: вони насправді кодують цистеїн. У цьому ж гені, залежно від його положення щодо елементу SECIS, кодон UGA у E. crassus дає або селеноцистеїн, або цистеїн. Чи існує такий тип кодування в інших організмах, для інших кодонів? Чи слід переглядати основні правила генетичного коду? Більше того, це говорить про те, що генетичний код може еволюціонувати і розширюватися.