اخبار علمی, مطالب
کدهای ژنتیکی جدیدی با بررسی 250000 ژنوم کشف شدند.
این آزمایش، بزرگترین آزمایشی است که تا به حال بر روی توالیهای ژنتیکی انجام شده است، در این آزمایش یک برنامه کامپیوتری به نام codetta بیش از 250000 توالی ژنومی از باکتریها و آرکیباکتریها را اسکن کرد و پنج کد ژنتیکی جدید را کشف کرد.
این مقاله در نشریه علمی elife با عنوان ” بررسی بر روی توالی کدهای ژنتیکی در بیش از 250000 ژنوم ” منتشر شدهاست.
کدهای ژنتیکی جهانی هستند (یعنی مشخص است که هر کد به چه آمینواسیدی ترجمه میشود) ولی دانشمندان تعداد انگشت شماری استثنا، را کشف کردند، کدهای ژنتیکی در بعضی ارگانیسمها کشف شدهاند که تا حدودی تکامل یافتهاند (به آمینواسید دیگری ترجمه میشوند.) بدون بررسی تمام ژنومها، نتیجهگیری دربارهی سیر تکاملی در تخصیص مجدد کدون (یعنی معنای کدون تغییر میکند و به آمینواسید دیگری ترجمه میشود) دشوار است.
اکنون، Yekaterina (Kate) Shulgina، فارغالتحصیل از آزمایشگاه Sean Eddy در مقطع دکتری و استاد زیستشناسی سلولی و مولکولی و ریاضیات کاربردی در دانشگاه هاروارد و همچنین یک محقق پزشکی از Howard Hughes روشی را ابداع کردند که تعداد زیادی از ژنومها را بررسی میکند.
codetta روشی برای پیشبینی آمینواسیدی است که از ترجمه هر کدون حاصل میشود. تا امروز دانشمندان از برنامههای مشابهای استفاده میکردند که قادر بودند صدها توالی ژنومی را تحلیل کنند. codetta توانایی دانشمندان در رمزگشایی را به میزان قابلتوجهی افزایش میدهد و به تیم تحقیقاتی این توانایی را میدهد که تمامی باکتریها و آرکیباکتریهای شناخته شده را (بیش از 250000 ژنوم) از نظر کدهای ژنتیکی جدید مورد بررسی قرار بدهند.
Ken Wolfe، ژنتیک‌دان تکاملی در دانشگاه Dublin میباشد. او در تحقیقات، شرکت نداشت و دربارهی این تحقیقات چنین گفت: این روش جدید سریعتر، دقیقتر و گستردهتر از روشهای قبلی است و در این روش تمامی ژنوم باکتریها و آرکیباکتریها بررسی شدهاست و در اصل تمامی دادههای موجود مورد بررسی قرار گرفتهاند.
با بررسی توالی کدهای ژنتیکی در بیش از 250000 ژنوم از باکتریها و آرکیباکتریها در GenBank، Shulgina و Eddy پنج تغییر جدید (تخصیص مجدد) در کدونهای آرژنین (AGG, CGA,CGG) را کشف کردند که نشاندهنده اولین تغییرات مفهوم کدون در باکتریها است. Eddy گفت: کدهای جدید مستقیما وارد کتاب درسی میشوند.
Codetta یک ژنوم را بررسی میکند و پروتئینهای حاصل از آن ژنوم را مشخص میکند. Shulgina گفت: در روش من از اطلاعات زیادی که در ظاهر پروتئینها وجود دارد استفاده میشود، این برنامه با استفاده از این اطلاعات تشخیص میدهد که هر کدون مربوط به کدام آمینواسید است.
این آزمایش مسائل شگفتانگیزی را آشکار کرد. این تیم پنج مورد را شناسایی کردند که در آنها کد آمینواسید آرژنین به یک اسیدآمینهی دیگر ترجمه شده بود. این اولین باری است که چنین تبادلی در باکتریها توسط دانشمندان مشاهده شده است. Shulgina گفت: سوال بزرگ این است که چرا کد آرژنین به طور مکرر تغییر میکند، این مسئله می تواند به دلیل نیروهای تکاملی که مسئول ایجاد کدهای جدید هستند باشد.
نویسندگان نوشتهاند که، در دستهای از باسیلهای ( باکتریهای میلهای ) کشت نشده، تبدیل شدن کدون AGG به متیونین غالب احتمالا به دلیل تغییر در tRNA مربوط به آرژنین است. تخصیص مجدد کدونهای CGA و CGG در ژنوم هایی که محتوای GC پایینی دارند یافت شدهاست. احتمالا یک نیروی تکاملی کدونها را به سمت تخصیص مجدد هدایت میکند.
دانشمندانی که از Codetta استفاده میکنند، روشی که به صورت رایگان در اختیار آنها است، قادر خواهندبود که به درستی پیشبینی کنند که هر ارگانیسم چه پروتئینهایی میسازد. همچنین این برنامه نگرشهای بیولوژیکی گستردهتری را در دسترس قرار میدهد.
کشف مجموعه کامل کدهای ژنتیکی موجود در تمامی موجودات زنده میتواند یک معمای بیولوژیکی قدیمی را رمزگشایی کند: چگونه یک ارگانیسم میتواند کد ژنتیکی خود را به طور کلی تغییر دهد. Eddy گفت: انواع مختلفی از نظریهها وجود دارد، اما این مطلب هنوز هم یک راز واقعی است، چگونه ممکن است این اتفاق بیفتد ؟
Shulgina و Eddy اکنون به دنبال کشف کدهای جدید دیگری هستند، این کدهای جدید تمایل دارند در ژنومهای کوچکتر ظاهر شوند، بنابراین تیم تحقیقاتی قصد دارد تا Codetta را روی ویروسها و بخشهایی از سلول مانند میتوکندری و کلروپلاست بررسی کند. Eddy میگوید: این ژنوم ها ( ژنوم ویروسها و میتوکندری و کلروپلاست ) یک زمین شکار غنی خواهند بود.
خلاصه خبر:
Codetta روشی برای پیشبینی آمینواسیدی است که از ترجمه هر کدون حاصل میشود، این روش جدید سریعتر، دقیقتر و گستردهتر از روشهای قبلی است. با بررسی توالی کدهای ژنتیکی در بیش از 250000 ژنوم از باکتریها و آرکیباکتریها پنج تغییر جدید ( تخصیص مجدد ) در کدونهای آرژنین ( AGG, CGA,CGG ) را کشف کردند، کدون AGG به متیونین غالب ترجمه شده بود و تخصیص مجدد کدونهای CGA و CGG در ژنوم هایی که محتوای GC پایینی دارند یافت شدهاست. این کدهای جدید تمایل دارند در ژنومهای کوچکتر ظاهر شوند، بنابراین تیم تحقیقاتی قصد دارد تا Codetta را روی ویروسها و بخشهایی از سلول مانند میتوکندری و کلروپلاست بررسی کند.
