A interrupção no aumento da complexidade da vida aconteceu mais de 3.000 milhões de anos atrás, antes da evolução separada de bactérias, eucariotos e arqueobactérias, como todos os organismos usam o mesmo código para produzir proteínas a partir da informação genética. Um estudo realizado pelo IRB Barcelona oferece uma explicação de por que o código genético, o dicionário utilizado por organismos de traduzir genes em proteínas, parou de crescer.
A razão pela qual é atribuída à estrutura de transferência de RNAs moléculas chave -os na tradução de genes em proteínas. O código genético é limitado a 20 ácidos aminados-os blocos de construção das proteínas de o número máximo de mutações que impede sistemáticos, que são fatais para a vida.
A natureza está em constante evolução, os seus limites determinados apenas por variações que ameaçam a viabilidade das espécies. A investigação sobre a origem e expansão do código genético * são fundamentais para explicar a evolução da vida. Em ciência avança, uma equipe de biólogos especializados neste campo explicam uma limitação que colocar um freio sobre o desenvolvimento do código genético, que é o conjunto universal de regras que todos os organismos na Terra usam para traduzir sequências genéticas de ácidos nucleicos (DNA e RNA) para as sequências de aminoácidos que compõem as proteínas que realizam funções celulares.
A natureza está em constante evolução, os seus limites determinados apenas por variações que ameaçam a viabilidade das espécies. A investigação sobre a origem e expansão do código genético * são fundamentais para explicar a evolução da vida. Em ciência avança, uma equipe de biólogos especializados neste campo explicam uma limitação que colocar um freio sobre o desenvolvimento do código genético, que é o conjunto universal de regras que todos os organismos na Terra usam para traduzir sequências genéticas de ácidos nucleicos (DNA e RNA) para as sequências de aminoácidos que compõem as proteínas que realizam funções celulares.
Chefiada pelo ICREA pesquisador Lluís Ribas de Pouplana no Instituto de Pesquisa em Biomedicina (IRB Barcelona) e em colaboração com Fyodor A. Kondrashov, no Centro de Regulação Genômica (CRG) e Modesto Orozco, do IRB Barcelona, a equipe de cientistas tem demonstrado que o código genético evoluiu para incluir um máximo de 20 aminoácidos e que era incapaz de crescer ainda mais devido a uma limitação funcional de RNAs-os de transferência de moléculas que servem como intérpretes entre a linguagem dos genes e que de proteínas.
A imagem acima é uma respresentation 3D de um RNA de transferência (tRNA).Estas moléculas são cruciais para a tradução de genes em proteínas e são também a razão pela qual o código genético não pode exceder 20 aminoácidos.(Pablo Dans, IRB Barcelona).
Os autores do estudo explicam que o mecanismo que traduz genes em proteínas * é incapaz de reconhecer mais de 20 aminoácidos porque iria confundi-los, o que levaria a constantes mutações em proteínas e, portanto, a tradução errada da informação genética "com consequências catastróficas ", nas palavras Ribas '."A síntese da proteína com base no código genético é a característica decisiva de sistemas biológicos e é crucial para garantir a tradução fiel de informação", diz o pesquisador.
Saturação do código genético tem a sua origem no ARN de transferência (ARNt *), as moléculas responsáveis pelo reconhecimento de informação genética e que transporta o aminoácido correspondente ao ribossoma, o local onde a cadeia de aminoácidos são feitas em proteínas na sequência da informação codificada num determinado gene. No entanto, a cavidade do ribossoma em que os ARNt que se encaixam significa que estas moléculas têm a adoptar uma forma de L, e existe muito pouca possibilidade de variação entre eles.
"Teria sido em benefício do sistema para ter feito novos aminoácidos porque, na verdade, nós usamos mais do que os 20 aminoácidos que temos, mas os adicionais são incorporados através de caminhos muito complicados que não estão conectados ao código genético. E chegou um momento em que a natureza não foi capaz de criar novas tRNAs que diferiam bastante das já disponíveis sem causar um problema com a identificação do aminoácido correto. E isto aconteceu quando 20 aminoácidos foram alcançados ", explica Ribas.
Um dos objectivos da biologia sintética é aumentar o código genético e modificá-lo para construir proteínas com diferentes aminoácidos, a fim de alcançar novas funções. Para este efeito, os investigadores usam organismos, tais como bactérias, em condições altamente controladas para produzir proteínas de características dadas. "Mas isso é muito difícil de fazer e nosso trabalho demonstra que o conflito de identificar entre tRNAs sintéticos concebidos em laboratório e tRNAs existentes tem que ser evitado se quisermos alcançar sistemas biotecnológicos mais eficazes", conclui o pesquisador.
Este estudo foi financiado pelo Ministério da Economia e Competitividade, a Generalitat de Catalunya, o Conselho Europeu de Investigação (ERC) e do Instituto Médico Howard Hughes em os EUA.
Os avanços da ciência (29 de Abril de 2016). DOI: 10.1126 / sciadv.1501860
O Galaxy diário via IRB Barcelona
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