2018. január 24. szerda
Tádé, Timót
Biotechnológia, molekuláris biológia és élettan az mRNS.hu-n

Az info@mrns.hu-ra küldhet linket vagy valamilyen anyagot, amit szeretne, ha hírként bemutatnánk.


Korábbi híreink  |   Keresés:

Kiválasztott hír:
Megosztás: Add az iWiW-hez Add a Facebook-hoz Add a Twitter-hez Add a Google Reader-hez Add a Startlaphoz
Ősrobbanás a protein-univerzumban - 2010-05-22 09:36:06 Hozzászólás írása Hozzászólások száma 1 hozzászólás 
Ősrobbanás a protein-univerzumban

"Amint fent, úgy lent"- tartották az ókoriak. Az égi mechanika szabályai, miszerint a világegyetem a feltételezett ősrobbanás óta folyamatosan tágul, úgy látszik, a "fehérjék univerzumára" is igaz lehet.  A kutatók feltételezései szerint ugyanis az univerzum tágulására leírt szabályok a fehérjék világára is adaptálható.

A genetikai kód 64 variációval 20 aminosavat határoz meg. Így tehát egy aminosavat többféleképpen is lehet kódolni. Ez a redundancia lehetővé teszi, hogy a fehérjék genetikai háttere anélkül változhasson, hogy ez fehérjeszinten is megnyilvánulna. A fehérjék változását viszont nagyban korlátozza, hogy az aminosavaik csak nehezen helyettesíthetőek egymással a funkció elvesztése vagy megváltozása nélkül. A legősibb fehérjék 3,5 milliárd éve alakultak ki, de még mindig nagyon hasonlóak egymáshoz, mert elfogadható aminosav-csere csak kevés van.

Az egyazon funkciójú fehérjéből előállítható lehetséges variációk száma véges, emiatt az, hogy a fehérjék evolúciója megállt-e - azaz hogy elérték-e már az ősi fehérjék az kiindulási fehérjétől való különbözőség maximumát - a hozzáértők számára komoly kérdés.

Az 1900-as évek elején Edwin Hubble megfigyelte, hogy a Földtől távolabbi galaxisok gyorsabban mozognak, mint a közelebbiek. Az ősrobbanás-elmélet és a táguló univerzum gondolata ettől a felismeréstől datálhatóak. Ha így gondolkodunk, akkor ha időben visszafele haladunk, akkor a végül minden anyagot egy helyen koncentrálódva találunk.

Ebből az alapötletből indult ki Inna Povolotskaya és Fyodor Kondrashov, vagyis szerintük az ősi, konzervált fehérjék evolúciójában is megtalálható egyetlen közös ős, az "Őstojás". Elképzelésük ebből kiindulva az volt, hogy az extrém mértékben konzervált fehérjék elérték napjainkra a maximális különbözőséget ehhez az ősállapothoz képest, azaz a protein-univerzum peremét. Ezek a típusú proteinek általában olyan anyagcsere-folyamatokban vesznek részt, melyek nélkül egy élőlény életképtelen.

A kutatók a számításokhoz átalakították Hubble elméletét: a galaxisok távolodásának sebességét megfeleltették a homológ fehérjék változási rátájának, míg a galaxisok fizikai távolságát a fehérjék egymáshoz viszonyított hasonlóságával cserélték ki.

Módszerük túlment a szokásos hasonlósági vizsgálatokon. A változási rátát extrapolációval úgy kapták meg, hogy előállították két közeli rokon fehérje közös ősét, majd azt egy távoli rokon fehérjével hasonlították össze. Két fehérje egymástól számos ponton különbözik, így először minden változást külön értékeltek, majd azokat három csoportba sorolták:
1. amelyek "elfele" változtak a közös őstől,
2. amelyek a közös ős irányába változtak és
3. amelyek nem változtak.
Ezután fehérjecsoportokat alkottak, és azokat a 2./1. kategóriák hányadosával jellemezték, majd ezt a hányadost vizsgálták a hasonlóság függvényében. 

Eredményül több megközelítésben is azt kapták, hogy 3,5 milliárd év nem volt elég ahhoz, hogy a közös őstől származó fehérjék elérjék a maximális szekvencia-különbözőséget. Ez cáfolta alapfeltevésüket és egyben azt is jelzi, hogy a konzervált fehérjék evolúciója extrém lassú. Számos tényezőt vitatnak meg, melyek lassítják a fehérjék változását, többek között azt is, hogy a lépésről-lépésre történő változások nem eredményezhetnek nem-funkcionális átmeneti fehérjéket, hiszen azok azonnal eltűnnének.

Felfedezésük átformálhatja gondolkodásmódunkat a fehérjék evolúcióját illetőleg, és megerősíti elképzelésünket az élet közös eredetéről.

Povolotskaya és Kondrashov Nature-ben publikált munkája jó példa arra is, hogyan kölcsönözhetnek ötleteket különböző szakterületek egymástól.

ScienceDaily, 2010.05.19.

Lózsa Rita
Cikk ajánlása » email:
Hozzászólás írása
Hozzászólás
 

Értékelések száma: 4, Cikk értéke (1-10):


Értékelje ezt a cikket! 

Küldő: Acsabi442010-05-22 14:06:53 
Érdekes megközelítés, szellemes ötlet, nagyszerű következtetés!
Eddig csak sejtettük, hogy a konzervált fehérjék evolúciója extrém lassú folyamat (hiszen sokuk "housekeeping" fehérje, ezért a szuboptimális működésű változatuk génje a folyamatos szelekciós nyomás miatt hamar elvész a populációból), de most látjuk, hogy a földi élettel összevethető időskálán nézve is lassú.
Ez viszont felveti a kérdést: Az evolúciós folyamatokat két részre kell bontanunk? Egyrészt ott a folyamatosan változó környezethez való minél jobb alkalmazkodás, de ma még folyik a housekeeping fehérjék optimális alakjának kifejlődése is...? Van azonban optimális változat, és az evolúció erre mutat, vagy pedig épp a divergens fejlődés eredményeképp létrejövő minél nagyobb variancia az optimális? Only time will tell;)

Elgondolkodtató cikk mindenesetre.
 

Hirdetés
Email cím:
Jelszó:

Regisztráció »
Elfelejtett jelszó »
Portálunk oldalai megfelelnek az egészségügyi információk megbízhatóságát és hitelességét garantáló HONcode előírásainak. Ezt: itt ellenőrizheti
Portálunk oldalai megfelelnek az egészségügyi információk megbízhatóságát és hitelességét garantáló HONcode előírásainak. Ezt:
itt ellenőrizheti
.
Oldal ajánlása (email):
Az ajánlót küldi (név):
Hirdetés