Kemija

Kemija

Molekule (Philip Ball)

molekule













Dvaindvajseta aminokislina
thumb_22_aminoDve različni raziskavi sta nedavno potrdili obstoj kodona v nekaterih arhejah in evbakterijah za 22. aminokislino. To nestandardno aminokislino, imenovano pirolizin, kodira RNA nukleotidno zaporedje UAG, ki običajno kodira stop kodon, ki ustavi sintezo mRNA.

 

 

Krzycki, Chain in drugi, so proučevali encim metogeno metilamin metiltransferazo iz arheje Methanosarcina barkeri, v katerem je pirolizin prisoten v aktivnem mestu. Ti avtorji so dokazali da je zaporedje UAG na odgovarjajočem mestu zaporedja mRNA, ki kodira ta encim, in da obstaja tRNA z pirolizinom, ki prepozna to zaporedje.

Zanimivo je, da tako kot pirolizin (22. AK), tako tudi selenocistein (21. AK) kodira stop kodon (UGA). Selenocistein so opazili pri arhejah, evbakterijah in tudi pri živalih, vključno s sesalci. Odkritji dveh novih aminokislin daje nov pomen genetski kodi. S tem ugotavljamo, da kodiranje AK ni tako preprosto, kot smo sprva mislili. Predvsem to velja ta stop kodone, ki lahko v določenih primerih kodirajo posebne aminokisline.

Pred leti (1960) so že hoteli uvesti novo doktrino, kjer naj bi AK kodiralo 4 nukletidno zaporedje. Tako bi dobili 64 aminokislin. Na to jih je navedlo predvsem odkritje nekaterih modificiranih AK. Kmalu je postalo jasno, da je AK 20 in je 3 nukleotidno zaporedje pravo. Modifikacije AK pa se dogajajo po prepisu v proteinsko verigo ali pa že na sami tRNA pred prepisom. V primeru selenocisteina je selenocistenil tRNA encimsko modificirana v selenocistein. Vednar se tRNA, ki sta vpleteni v produkcijo selenocisteina in pirolizina, razlikujeta od ostalih modificiranih tRNA po tem, da imata posebna antikodona. 

Odstopanja od »univerzalne« genetske kode niso taka redkost kot se zdi. V primeru mitohondrijske mRNA, kodona UGA in AGR označujeta Trp in Ser, za razliko od jedrske mRNA, kjer označujeta Stop in Arg. 

Če se vrnemo nazaj: V organizmih, kjer UGA predstavlja selenocistein, le nekaj teh kodonov v resnici kodira selenocitein, ostali pa so Stop kodoni. Prepoznavanje kodona UGA za Stop oz. selenociteinski kodon, je verjetno zapisano na mRNA pred omenjenim kodonom. Možna pa je tudi druga razlaga. Da lahko organizmi s pomočjo drugih mehanizmov, tvorijo iz dveh bralnih okvirjev, s premostitvijo Stop kodona z drugo AK, en sam bralni okvir. Tako dobijo nov protein, ki ima verjetno drugačne naloge. 

S temi novimi spoznanji opažamo, da genetska koda ni povsem univerzalna in da se skozi evolucijo nekoliko spreminja. To evolucijo želijo nekateri znanstveniki nekoliko pospešiti (Schultz in co.) in si prizadevajo odpreti možnosti za načrtno spreminjanje kodirnega sistema za vnos novih (sintetičnih) aminokislin.

pripravila
Maja Kulovec