遺傳密碼比我們想象的更加多樣化

新研究對(duì)人們普遍認(rèn)為細(xì)胞如何利用DNA制造蛋白質(zhì)產(chǎn)生懷疑。

細(xì)胞采取了許多復(fù)雜的步驟，將它們的基本DNA構(gòu)建模塊序列轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)，然后作為主力來(lái)發(fā)揮生命的重要功能。

由于許多不同的蛋白質(zhì)在單個(gè)DNA鏈上編碼，因此細(xì)胞使用標(biāo)記物來(lái)知道何時(shí)開(kāi)始和停止制造蛋白質(zhì)。

許多生物學(xué)教科書(shū)都說(shuō)開(kāi)始標(biāo)記，稱(chēng)為起始密碼子，總是編碼一種叫做蛋氨酸的化合物。

“我們團(tuán)隊(duì)的新研究表明教科書(shū)可能是錯(cuò)誤的，”紐約州立大學(xué)布法羅分校的結(jié)構(gòu)生物學(xué)家William Duax博士說(shuō)。

“我們有充分的證據(jù)表明，數(shù)百種最古老的核糖體蛋白仍然以纈氨酸或亮氨酸編碼開(kāi)始，并且DNA中沒(méi)有甲硫氨酸的密碼子，”杜克斯博士說(shuō)，他指的是在稱(chēng)為核糖體的基本細(xì)胞成分中發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)。

“我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了明確的證據(jù)，表明地球上最早的物種仍在使用原始形式的遺傳密碼，只有標(biāo)準(zhǔn)的64個(gè)密碼子的一半。”

結(jié)果與生物學(xué)家普遍持有的觀點(diǎn)相矛盾。

“教科書(shū)中存在重大錯(cuò)誤，”杜克斯博士說(shuō)。

“通用代碼并不普遍，現(xiàn)在地球上的所有物種都沒(méi)有像沃森和克里克所說(shuō)的那樣使用'及時(shí)凍結(jié)'的代碼。”

“關(guān)于進(jìn)化的一些基本假設(shè)是不正確的。”

“結(jié)果提出了關(guān)于生命起源假設(shè)的某些方面的問(wèn)題，稱(chēng)為RNA世界，它假定RNA類(lèi)似于DNA，仍然在細(xì)胞中使用，是第一種遺傳物質(zhì)。”

Duax博士和共同作者通過(guò)一個(gè)包含超過(guò)9000萬(wàn)個(gè)基因序列的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行梳理，獲得了他們的結(jié)果。

這些基因編碼蛋白質(zhì)，團(tuán)隊(duì)使用新技術(shù)準(zhǔn)確識(shí)別每個(gè)蛋白質(zhì)家族的所有成員，并將其與所有其他未保持30億年不變的家族區(qū)分開(kāi)來(lái)。

科學(xué)家們開(kāi)發(fā)了一些程序來(lái)加速完整捕獲并完美排列具有25,000個(gè)成員的蛋白質(zhì)家族，并涵蓋報(bào)告基因組的所有物種。

從那些完美的比對(duì)中，生物學(xué)家可以確定比對(duì)中最保守殘基的精確位置和功能，這意味著蛋白質(zhì)在最長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持不變。

從這些原始蛋白質(zhì)中，研究小組發(fā)現(xiàn)了最古老的蛋白質(zhì)不是以標(biāo)準(zhǔn)方式開(kāi)始或使用標(biāo)準(zhǔn)代碼的許多其他部分來(lái)制造蛋白質(zhì)的證據(jù)。

除了改變我們研究遺傳編碼和重寫(xiě)教科書(shū)的方式之外，這項(xiàng)工作還應(yīng)用于遺傳療法，利用細(xì)菌的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)來(lái)開(kāi)發(fā)具有選擇性且副作用較少的療法。

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