Das Ende der Gene: Routinetests offenbaren einzigartige Divergenz im genetischen Code

Das Genom eines Protisten hat eine scheinbar einzigartige Divergenz im DNA-Code offenbart, der das Ende eines Gens signalisiert, was darauf hindeutet, dass weitere Forschung erforderlich ist, um diese Gruppe verschiedener Organismen besser zu verstehen.

Dr. Jamie McGowan, Postdoktorand am Earlham Institute, analysierte die Genomsequenz eines mikroskopisch kleinen Organismus, eines Protisten, der aus einem Süßwasserteich in den Oxford University Parks isoliert wurde.

Ziel der Arbeit war es, eine DNA-Sequenzierungspipeline zu testen, die mit sehr kleinen DNA-Mengen, beispielsweise DNA aus einer einzelnen Zelle, funktioniert. Dr. McGowan arbeitete mit einem Team von Wissenschaftlern am Earlham Institute und mit der Gruppe von Professor Thomas Richards an der Universität Oxford zusammen.

Doch als Forscher den genetischen Code untersuchten, erkannte der Protist Oligohymenophorea sp. Es stellte sich heraus, dass PL0344 eine neuartige Spezies mit einer unwahrscheinlichen Veränderung in der Art und Weise ist, wie ihre DNA in Proteine ​​übersetzt wird.

Dr. McGowan sagte: „Es ist reines Glück, dass wir diesen Protisten ausgewählt haben, um unsere Sequenzierungspipeline zu testen, und es zeigt einfach, was da draußen ist, und macht deutlich, wie wenig wir über die Genetik von Protisten wissen.“

Es ist schwierig, Aussagen über die Gruppe der Protisten zu treffen. Bei den meisten handelt es sich um mikroskopisch kleine, einzellige Organismen wie Amöben, Algen und Kieselalgen, aber es gibt auch größere mehrzellige Protisten wie Seetang, Schleimpilze und Rotalgen.

„Die Definition eines Protisten ist locker, im Wesentlichen handelt es sich dabei um jeden eukaryotischen Organismus, der kein Tier, keine Pflanze oder kein Pilz ist“, sagte Dr. McGowan. „Das ist offensichtlich sehr allgemein, und das liegt daran, dass Protisten eine äußerst variable Gruppe sind.

„Einige sind eher mit Tieren verwandt, andere eher mit Pflanzen. Es gibt Jäger und Beute, Parasiten und Wirte, Schwimmer und Sitter, und es gibt solche, die sich abwechslungsreich ernähren, während andere Photosynthese betreiben. Grundsätzlich können wir nur sehr wenige Verallgemeinerungen machen.“ "

Oligohymenophorea sp. PL0344 ist ein Wimpertier. Diese schwimmenden Protisten können mit einem Mikroskop gesehen werden und sind fast überall dort zu finden, wo es Wasser gibt.

Ciliaten sind Hotspots für Veränderungen des genetischen Codes, einschließlich der Neuzuweisung eines oder mehrerer Stoppcodons, der Codons TAA, TAG und TGA. In praktisch allen Organismen werden diese drei Stoppcodons verwendet, um das Ende eines Gens zu signalisieren.

Variationen im genetischen Code sind äußerst selten. Unter den wenigen Varianten des genetischen Codes, über die bisher berichtet wurde, weisen die Codons TAA und TAG praktisch immer die gleiche Übersetzung auf, was darauf hindeutet, dass ihre Evolution gekoppelt ist.

„In fast jedem anderen uns bekannten Fall verändern sich TAA und TAG gleichzeitig“, erklärte Dr. McGowan. „Wenn es sich nicht um Stoppcodons handelt, spezifizieren sie jeweils dieselbe Aminosäure.“

DNA ist wie der Bauplan eines Gebäudes. Es macht an sich nichts, sondern gibt Anweisungen für die auszuführende Arbeit. Damit ein Gen Wirkung entfalten kann, muss der Bauplan „gelesen“ und dann in ein Molekül eingebaut werden, das eine physikalische Wirkung hat.

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