В генах мозга (центральный отдел нервной системы животных и человека) найден излишек особенных длинноватых интронов — wamba-mamba.ru

4.5

Биоинформатики из МФТИ и Института математических заморочек биологии РАН (Российская академия наук — государственная академия наук, высшая научная организация Российской Федерации, ведущий центр фундаментальных исследований в области естественных и общественных наук) нашли неведомые ранее индивидуальности структуры генов, связанных с работой мозга (центральный отдел нервной системы животных и человека).

ФизТех # гены # ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) # интроны # мозг (центральный отдел нервной системы животных, обычно расположенный в головном отделе тела и представляющий собой компактное скопление нервных клеток и их отростков) # нуклеотиды # рнк В генах мозга (центральный отдел нервной системы животных и человека) найден излишек особенных длинноватых интронов / ©images.theconversation.com

Исследование размещено в журнальчике Plos One. Понятно, что ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) шифрует информацию о строении и функционировании {живых} организмов. В данной для нас «книжке жизни» поочередно, нуклеотид за нуклеотидом записана информация обо всех белках и РНК (Рибонуклеиновая кислота — одна из трёх основных макромолекул (две другие — ДНК и белки), которые содержатся в клетках всех живых организмов), образующихся в клеточке. Фрагмент ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов), кодирующий информацию о одном белке, именуют геном, а метод «перевода» последовательности ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) в аминокислотную последовательность белка — генетическим кодом.

Еще в 1960-х годах были открыты главные характеристики генетического кода, посреди которых принципиальным является триплетность. Это свойство значит, что три поочередно стоящих нуклеотида (кодон) кодируют одну аминокислоту. Так, к примеру, последовательность нуклеотидов ATG (аденин-тимин-гуанин) шифрует аминокислоту метионин, с которой обычно начинаются все белки {живых} организмов на стадии синтеза.

Со времен открытия генетического кода получено огромное количество инфы о структуре генов {живых} организмов. Сделалось понятно, что гены эукариот (организмов, имеющих ядро) «раздроблены». Снутри гена меж кодирующими участками, именуемыми экзонами, находятся некодирующие фрагменты ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) — интроны. При созревании РНК (Рибонуклеиновая кислота — одна из трёх основных макромолекул (две другие — ДНК и белки), которые содержатся в клетках всех живых организмов) таковых генов происходит вырезание интронов и сшивание экзонов — процесс, именуемый сплайсингом.

Ученые высказывают разные догадки относительно того, каким образом и как издавна произошли интроны. А именно, наличие интронов делает вероятным другой сплайсинг — процесс выборочного сшивания разных экзонов, что дозволяет получить различающиеся последовательности белка с 1-го гена. Это обеспечивает количество разных белков в клеточках, существенно превосходящее полное количество генов.

Распределение относительных положений интронов вдоль транскриптов / ©journals.plos.org

Также принципиальным механизмом эволюции генов, в каком участвуют интроны, является так называемое «перемешивание экзонов». В этом процессе, к примеру, «излишний» экзон может добавиться меж 2-мя иными экзонами гена в процессе рекомбинации. Таковым образом появляются новейшие гены.

Ввиду доступности полной последовательности геномов почти всех организмов, сейчас ученые имеют возможность детально рассматривать эволюцию интронов. Понятно, что интроны могут иметь различную длину (от нескольких 10-ов пар до нескольких сот тыщ пар нуклеотидов), также различную фазу. Интроны фазы 0 размещены меж кодонами, фазы 1 — опосля первого нуклеотида кодона, фазы 2 — опосля второго.

Биоинформатики из МФТИ и ИМПБ РАН (Российская академия наук — государственная академия наук, высшая научная организация Российской Федерации, ведущий центр фундаментальных исследований в области естественных и общественных наук) проанализировали, как соотносятся меж собой длина и фаза интронов у человека и мыши. «До нас никому не приходило в голову изучить связь длины интрона с его фазой — поэтому что здравый смысл гласит о том, что никакой связи меж ними быть не обязано (как меж ростом человека и цветом его глаз к примеру)», — объясняет Евгений Баулин, сотрудник лаборатории прикладной арифметики ИМПБ и кафедры алгоритмов и технологий программирования МФТИ.

Распределение фаз длинноватых интронов / ©journals.plos.org

К удивлению создателей исследования, была найдена группа генов, содержащих особенно много длинноватых (наиболее 50 тыщ пар нуклеотидов) интронов фазы 1. При этом такие гены были соединены с передачей нервного импульса в мозгу. Проведя детализированный анализ огромного количества научных публикаций, исследователи смогли собрать пазл разрозненных фактов в стройную картину. Оказалось, что наличие интронов фазы 1 у данной группы генов разъясняется почти всегда наличием сначала белков особенной аминокислотной последовательности, сигнального пептида.

Задачка этого пептида — навести белок к месту его работы, в случае рецепторов нервных (орган животного, служащий для передачи в мозг важной для организма информаци) клеток — в плазматическую мембрану. В свою очередь, относительно большая длина данных интронов тоже косвенно связана с наличием сигнального пептида. Сигнальный пептид у таковых белков постоянно размещен сначала молекулы, а кодирующий его фрагмент ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) — сначала гена. А конкретно сначала гена весьма нередко находятся длинноватые интроны, поэтому что в их находятся регуляторные последовательности ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов), принципиальные для синтеза данного белка.

В итоге работы создатели смогли расшифровать стройную и цельную картину механизма перемешивания экзонов и роли длинноватых интронов фазы 1 в нем. «Этот механизм обеспечивает ускоренную эволюцию межклеточных и мембранных белков у звериных, а именно, более юных из их — белков, обеспечивающих передачу нервных (орган животного, служащий для передачи в мозг важной для организма информаци) импульсов в клеточках мозга (центральный отдел нервной системы животных и человека)», — заключает Евгений Баулин.  

Источник: naked-science.ru

Leave a Comment