Naučnici smanjili genetski kod ešerihije koli tako da sadrži samo 57 od 64 uobičajena kodona

DNK skoro svih živih bića ne Zemlji sadrži mnoge viškove i naučnici se odavno pitaju da li ti viškovi imaju neku svrhu ili su to samo ostaci evolucionog procesa.

DNK i RNK sadrže kodone, sekvence tri nukleotida koji daju informacije kako da se formira protein sa specifičnom aminokiselinom ili saopštavaju ćeliji da stane tokom proteinske sinteze.

Preporučujemo

Ukupno postoje 64 moguće kombinacije kodona i one su skoro univerzalne za sav život na Zemlji. Međutim, neki kodoni su redundantni. Postoji samo 20 aminokiselina dostupnih ćeliji za rad s njima, a 61 od 64 kodona su dostupni za proteinsku sintezu, dok se tri koriste kao signali za prekid. Ovo predstavlja mnogo redundantnosti u kodonima.

Neke studije sugerišu da ovi viškovi mogu pomoći u sprečavanju mutacija DNK, ali smanjivanje genetskog koda izvesnih organizama putem uklanjanja nepotrebni delova takođe može biti korisno.

Godine 2019, naučnici su smanjili genom ešerihije koli na 61 kodon sa 64 putem 18,214 promena. Dobijenu verziju su nazvali Syn61 i ova verzija otporna na viruse koristi se za proizvodnju pouzdanijih lekova i novih materijala.

Druga grupa naučnika je sad uspela da još smanji genetski kod ešerihije koli – na 57 kodona, kreirajući Syn57.

Ova dalja redukcija bila je ogroman poduhvat. Napravljeno je više od 101.000 promena kodona deleći genom u 38 blokova i pažljivo zamenujući suvišne kodone sa sinonimnim kodonima – koji obavljaju istu funkciju. Prilikom svake zamene istraživači su morali da odrede da li bi zamena bila štetna po sposobnost bakterije pre nastavljanja.

Uspešno je skraćen genetski kod na 57 kodona zamenjujući šest smislenih kodona i kodon stopiranja. Dobijena bakterija bila je živi organizam, ali je rasla oko četiri puta sporije nego matični soj, što je problem za koji se istraživači nadaju da će ga rešiti. Međutim, novi soj ispoljava poseban profil genske ekspresije, što ukazuje na široku fiziološku adaptaciju.

Neke moguće primene novog soja uključuju organizme otporne na viruse za biotehnologiju i industriju, i sintezu proteina i polimera sa novim svojstvima. Sve u svemu, istraživači su optimistični u pogledu potencijala novog soja.

Ovaj rad takođe pokreće pitanja da li postoje granice u redukciji broja kodona ili stvaranja organizama sa potpuno novim biohemijama.

„Pokazujemo kako sinteza genoma može premestiti genomske sekvence organizama u nove oblasti kojima prirodni život možda nije pristupao“, kažu naučnici.

(Telegraf Nauka/Phys.org)