El descubrimiento accidental que sacude la genética

El descubrimiento accidental que sacude la genética

Los investigadores han descubierto una variación genética inesperada en una nueva especie de protista, desafiando la comprensión establecida de la traducción de ADN a proteína y subrayando los misterios que aún encierra la naturaleza.

Los científicos que prueban un nuevo método para secuenciar células individuales han cambiado inesperadamente nuestra comprensión de las reglas de la genética.

El genoma protista reveló una variación aparentemente única en… ADN Un símbolo indica el final de un gen, lo que indica que se necesita más investigación para comprender mejor este grupo diverso de organismos.

El Dr. Jamie McGowan, científico postdoctoral en el Instituto Earlham, analizó la secuencia del genoma de un microorganismo (un protista) aislado de un estanque de agua dulce en los parques de la Universidad de Oxford.

El objetivo de este trabajo era probar un sistema de secuenciación de ADN para trabajar con cantidades muy pequeñas de ADN, como el ADN de una sola célula. El Dr. McGowan ha estado trabajando con un equipo de científicos del Instituto Earlham y con el grupo del Profesor Thomas Richards en el Instituto Earlham. Universidad de Oxford.

Hallazgos genéticos inesperados en protistas

Sin embargo, cuando los investigadores observaron el código genético, los protistas Himenoforia sp. PL0344 resultó ser novedoso. Clasificar Con un cambio inesperado en cómo se traduce su ADN en proteínas.

«Es una suerte que hayamos elegido a estos protistas para probar nuestra línea de secuencia, muestra lo que hay ahí fuera y resalta lo poco que sabemos sobre la genética de los protistas», dijo el Dr. McGowan.

Es difícil hacer afirmaciones sobre los protistas como grupo. La mayoría son organismos microscópicos unicelulares, como amebas, algas y diatomeas, pero hay protistas multicelulares más grandes, como algas marinas, mohos mucilaginosos y algas rojas.

«La definición de protista es vaga: es básicamente cualquier organismo eucariota que no sea un animal, planta u hongo», dijo el Dr. McGowan. “Esto es obviamente muy general, porque los protistas son un grupo muy variable.

«Algunos están estrechamente relacionados con los animales, otros están estrechamente relacionados con las plantas. Hay cazadores y presas, parásitos y huéspedes, nadadores y cuidadores, y hay quienes tienen una dieta variada mientras que otros realizan la fotosíntesis. Básicamente, podemos producir muy pocos generalizaciones.»

Compañías ciliares y cambios en el código genético.

Himenoforia sp. PL0344 son cilios. Estos protistas nadadores se pueden ver con un microscopio y se pueden encontrar casi en cualquier lugar donde haya agua.

Los cilios son puntos críticos para los cambios del código genético, incluida la reasignación de uno o más codones de terminación: los codones TAA, TAG y TGA. En casi todos los organismos, estos tres codones de parada se utilizan para indicar el final de un gen.

Las variaciones en el código genético son extremadamente raras. Entre las pocas variantes del código genético reportadas hasta la fecha, los codones TAA y TAG siempre tienen la misma traducción, lo que sugiere que su evolución está acoplada.

«En casi todas las demás afecciones que conocemos, el TAA y el TAG cambian en conjunto», explicó el Dr. McGowan. “Cuando no son codones de terminación, cada uno especifica el mismo aminoácido. agrio«.

Anomalías en la traducción del ADN.

El ADN es como un plano de construcción. No hace nada por sí mismo, sino que proporciona instrucciones para el trabajo a realizar. Para que un gen tenga un efecto, el modelo debe «leerse» y luego incorporarse a una molécula que tenga un efecto físico.

Para poder leer el ADN, primero se copia en un archivo. ARN Copiar. Esta copia se mueve a otra zona de la celda donde se traduce AminoácidosLos cuales se combinan para formar una molécula tridimensional. El proceso de traducción comienza en el codón de inicio del ADN (ATG) y termina en el codón de parada (generalmente TAA, TAG o TGA).

en Himenoforia sp. PL0344, el TGA actúa sólo como un codón de parada, aunque el Dr. McGowan descubrió que hay más codones TGA de los esperados en el ADN de los cilios, lo que se cree que compensa la pérdida de los otros dos. En cambio, TAA especifica lisina y TAG especifica ácido glutámico.

«Esto es muy inusual», dijo el Dr. McGowan. «No conocemos ningún otro caso en el que estos codones de parada estén vinculados a dos aminoácidos diferentes. Rompe algunas de las reglas que creíamos conocer sobre la traducción de genes: se pensaba que estos dos codones estaban emparejados».

«Los científicos están intentando diseñar nuevos códigos genéticos, pero también existen en la naturaleza. Hay cosas maravillosas que podemos encontrar si las buscamos.

«O, en este caso, cuando no los estamos buscando».

Referencia: “Identificación del código genético nuclear ciliar no canónico donde UAA y UAG codifican diferentes aminoácidos” por Jamie McGowan, Estelle S. Killias, Elizabeth Alasid, James Lipscomb, Benjamin H. Jenkins, Karim Gharbi, Jamie J Kethakuttil, Ian C Macaulay, Sianna MacTaggart, Sally D. Waring, Thomas A. Richards, Neil Hall y David Swarbrick, 5 de octubre de 2023, PLOS Genética.
doi: 10.1371/journal.pgen.1010913

Esta investigación fue financiada por Wellcome Trust como parte del Proyecto Darwin Árbol de la Vida y respaldada por fondos básicos para el Instituto Earlham del Consejo de Investigación en Biotecnología y Ciencias Biológicas (BBSRC), parte de UKRI.

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