В інфузорії виявили унікальні відхилення в генетичному коді

Генетичний код – правила переписування ДНК у РНК і білок – майже не різниться в найрізноманітніших організмів. Однак іноді в ньому виникають окремі відхилення, які особливо характерні для протистів-інфузорій. Автори нової статті абсолютно випадково виявили в Oligohymenophorea sp. PL0344 (описаний ними вид із цієї групи) унікальну зміну сенсу відразу двох стоп-кодонів, які зазвичай припиняють синтез білка.

Правила переписування ДНК у РНК і далі білок, які ставлять у сувору відповідність ділянки їхніх послідовностей, називають генетичним кодом. Він визначає значення всіх 64 трибуквених сполучень у нуклеїновій кислоті – це або 20 основних амінокислот, або сигнали початку і припинення синтезу білка.

Майже всі живі істоти і навіть “не цілком живі” віруси використовують один і той самий генетичний код. Це відображає його надзвичайну давнину, адже він був присутнім у готовому вигляді вже у найбільш ранніх загальних предків усього живого. І все ж іноді з не цілком зрозумілих причин у генетичному коді виникають відхилення: окремі “слова” (кодони) змінюють свій сенс і починають, наприклад, кодувати іншу амінокислоту замість вихідної.

Особливо часто цим вирізняються війкові, або інфузорії – складноорганізовані мікроби-евкаріоти, які спритно плавають за рахунок безлічі війок (цилей) на поверхні або ловлять ними здобич, сидячи на дні. Інфузорії знову виділилися своїм особливим генетичним кодом у статті для PLOS Genetics, причому сталося це абсолютно випадково.

Автори дослідження просто шукали об’єкт для перевірки нового методу секвенування геномів. Для цього вони вирушили до найближчого ставка в університетському парку і наловили протистів, тобто одноклітинних еукаріотів. Організм виявився представником раніше невідомого виду – він отримав робочу назву Oligohymenophorea sp. PL0344. На радість учених, рутинна перевірка алгоритмів обернулася відкриттям.

Для початку автори відзначили, що в кодуючих областях генів нової інфузорії багато кодонів TAA і TAG, які зазвичай використовуються як стоп-кодони і припиняють синтез білка. Це могло означати лише одне: обидва змінили свій сенс і тепер кодують якусь амінокислоту.

Аналіз білкових послідовностей Oligohymenophorea sp. PL0344 допоміг зрозуміти, що TAA в його геномі кодує лізин, а TAG – глутамінову кислоту. Це абсолютно унікальний випадок, коли два дуже схожих стоп-кодони не просто змінили сенс, але зробили це по-різному. Були відомі лише випадки, коли обидва стали кодувати одну й ту саму амінокислоту.

Виходить, у незвичайної інфузорії в якості такого працює лише один стоп-кодон TGA, який до того ж здатний кодувати особливу, 21-шу амінокислоту – селеноцистеїн.

Випадковість нового відкриття підкреслила, наскільки мало ми поки що знаємо про генетику протистів. Не доводиться сумніватися, що безліч подібних сюрпризів тільки чекають свого часу в якомусь ставку, калюжі або ґрунті.