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基因的翻譯比預期的更復雜

文章作者:www.rkizep.icu發布時間:2020-01-24瀏覽次數:1394

來自Hubrecht研究所的Marvin Tanenbaum團隊的研究人員表明,存儲在我們DNA中的遺傳信息的翻譯比以前想象的要復雜得多。這一發現是通過開發一種先進的顯微鏡來實現的,該顯微鏡直接可視化活細胞中遺傳密碼的翻譯。他們的研究發表在6月6日的科學期刊Cell上。

從基因到蛋白質的身體中的每個細胞都含有相同的DNA,但不同的細胞,如腦細胞或肌肉細胞,具有不同的功能。細胞功能的差異取決于遺傳信息的哪些部分(稱為基因)在每個細胞中都有活性。存儲在這些基因中的遺傳信息由稱為核糖體的專門翻譯工廠翻譯。

核糖體讀取遺傳密碼并基于遺傳密碼中存儲的信息組裝蛋白質,類似于基于藍圖的工廠建立機器。蛋白質是我們身體的主要力量,并執行我們的基因編碼功能。為了使我們的細胞和器官正常運作,將基因中存儲的遺傳信息準確地轉化為蛋白質非常重要。如果遺傳密碼沒有正確翻譯,可能會產生有害的蛋白質,

基因“閱讀框架”

遺傳密碼被翻譯成三個字母的組,每個字母類似于一個單詞,它被翻譯成蛋白質的單個部分。如果核糖體開始將代碼轉換為錯誤的位置,則可能發生3字母代碼轉換。例如,以下句子應為:

“那人看到了他的新紅車。”然而,如果一個核糖體開始將一個字母翻譯成一個字母太遲了,那么這句話就是:“hem ans awh isn ewr edc ar”

在遺傳密碼的情況下,這種現象被稱為“框外”翻譯。 Hubrecht研究所的研究員Sanne Boersma解釋說:“如例句中所示,框架外翻譯對蛋白質有很大影響,通常會導致不同的蛋白質表達,并可能導致破壞細胞。”到目前為止,尚不清楚核糖體是如何知道從哪里開始翻譯代碼,以及核糖體出錯的頻率。

一種新方法:SunTag和MoonTag

研究人員開發了一種新的方法來可視化我們在活細胞中的遺傳信息的解碼。他們可以標記不同顏色的不同蛋白質產品,并使用先進的顯微鏡觀察每種蛋白質的產生。每種蛋白質都標有一種名為SunTag和MoonTag的特定標簽或標簽,他們可以通過顯微鏡觀察。通過結合MoonTag和SunTag,研究人員現在可以首次看到頻繁出現的幀外翻譯。

一個大驚喜

研究人員發現,幀外翻譯的頻率是驚人的。在極端情況下,幾乎一半的蛋白質使用與預期代碼不同的閱讀框架或代碼。這些令人驚訝的發現表明,我們DNA中存儲的遺傳信息比以前認為的要復雜得多。基于這項新研究,我們的DNA可能編碼數千種以前未知的功能未知的蛋白質。 Sanne Boersma:“由于我們的研究,我們現在可以提出非常重要的問題:所有這些新蛋白質的作用是什么?它們在我們的身體中是否具有重要功能,或者它們是否在浪費可能損害我們細胞的翻譯副產物?

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