Поправки вносились в представления о том, в каких критериях может существовать жизнь и где следует её находить.
Новые неожиданные открытия подвергали сомнению принятые положения об эволюции человека и его расселении по Земле.
Самой тяжёлой, вобщем, артиллерией тут оказываются генетики: их заключения становятся иногда совсем революционными.
Но создание новейшей формы жизни уже из другой области.А конкретно это событие и вышло не так издавна.
По правде говоря, создание учёных из института Scripps Research — не совсем новое существо. Это, если воспользоваться технической терминологией, модификация уже имеющегося организма — причём довольно известного и очень обширно распространённого.
Речь идёт об "обычной" пищеварительной палочке Escherichia coli (E. coli), очень устойчивом ко всяким экстремальным условиям болезнетворном мельчайшем организме, обитающем в желудках и кишечниках млекопитающих.
Строение пищеварительной палочки.
И в то же время, учёные достигнули того, что их создание с незапятанной совестью можно именовать новейшей формой жизни.
Так как аминокислотных оснований в генетическом коде "новодела" — не 20, а 20 одно.
Подавляющее большая часть естественных белков содержат 20 аминокислотных остатков (АКО). Хотя барьер этот, нужно сказать, далековато не абсолютен.
Некие мельчайшие организмы выработали у себя способность создавать "неординарные" аминокислоты, такие как селеноцистеин и пирролизин, к примеру. Вобщем, это всего только малость видоизменённые варианты цистеина и лизина.
Но куда больший энтузиазм для учёных представляет возможность вводить в натуральные белки другие неординарные аминокислоты.
Это было бы очень полезно для мед исследовательских работ.
К примеру, некие белки, применяемые в терапевтических целях, нуждаются в добавлении разных хим групп, таких как полимеры, соединения с поперечной связью и цитотоксичные молекулы.
Разработка, использованная спецами Scripps может отыскать применение и в базисных биомедицинских исследовательских работах. К примеру, есть аминокислоты, содержащие флуоресцентные группы, которые можно использовать для того, чтоб "метить" белки, и следить за их поведением и взаимодействием с клеточками in vivo.
Не считая того, гидрофобные аминокислоты и кислоты, связывающие тяжёлые металлы, также кислоты, содержащие спиновые метки, могут быть применены для зондирования белковых структур, в которые их вводят.
Искусственные аминокислоты, содержащие такие составляющие, как, к примеру, кето-группы, можно использовать для присоединения к ним дополнительных хим структур, к примеру, молекул сахаров, что позволит создавать новые лекарства на белковой базе.
Как явствует из специального пресс-релиза, учёных, как обычно, интересует не столько факт сотворения, на самом деле, новейшей формы жизни, сколько практическое применение их технологии.
В самом внедрении искусственных аминокислот в белки нет ничего нового, но до этого такие манипуляции можно было проводить исключительно в пробирке. А амеба с 21 аминокислотой, как уже обозначено, сама способна производить измененные белки.
Схема, изображающая строение аденина.
Сделать саму бактерию Шульцу и его сотрудникам удалось благодаря избыточности генетического кода.
В момент экспрессии белка, фермент считывает ДНК-основания гена (аденин, гуанин, цитозин и тимин) и транскрибирует их в РНК (аденин, гуанин, цитозин и урацил).
Информационная РНК (иРНК) потом переводится рибосомой в белок. Рибосоме требуется поддержка молекул транспортной РНК (тРНК), "заряженной" аминокислотой, а для этого требуется поддержка "заряжающего" фермента.
Любая тРНК распознаёт отдельную трёхосновную комбинацию (кодон) в информационной РНК и "заряжается" только одной аминокислотой, характерной этому кодону.
В процессе синтеза белков, тРНК, соответствующая для последующего кодона в иРНК, приходит уже "заряженной" подходящей аминокислотой, и рибосома захватывает её и присоединяет к возрастающей белковой цепочке.
Избыточность генетического кода проистекает из факта существования большего количества кодонов, чем применяемых аминокислот. Существует 64 разных метода формирования кодона — либо хоть какой трёхзначной композиции четырёх "букв" (УАГ, АЦГ, УТЦ и т.д.). А аминокислот употребляется (обычно) всего только 20.
Но природа употребляет некие из лишних кодонов: часть из их кодируют одни и те же кислоты, и только три из 64 кодонов не кодируют вообщем никаких аминокислот.
Эти кодоны имеют принципиальное значение, так как обычно, когда синтезирующая рибосома натыкается на несмысловой кодон, она отделяется от иРНК и синтез прекращается.
Таким макаром, несмысловые кодоны именуют ещё и стоп-кодонами. Какой-то из них, узнаваемый под заглавием "янтарный стоп-кодон" (урацил-аденин-гуанин — УАГ), сыграл не последнюю роль в исследовательских работах Шульца.
Шульц знал, что если он введёт в клеточки молекулу тРНК, которая распознаёт УАГ (известную как янтарный супрессор), также фермент, несущий янтарный супрессор с необычной аминокислотой, ему получится отыскать метод внедрять неординарную аминокислоту в хоть какой протеин.
Благодаря этой системе, рибосома, считывающая иРНК, введет неординарную кислоту тогда, когда ей повстречается УАГ. Более того, хоть какой кодон в иРНК, перевоплощенный в УАГ, будет кодировать новейшую аминокислоту в том же самом месте, давая Шульцу и его сотрудникам возможность внедрять эти новые кислоты в белки там, где им необходимо.
Используя этот способ, Шульц и его коллеги вводили кислоту О-метил-L-тирозин в белки с точностью переноса более 99% — практически как у естественных аминокислот. Потом то же самое удалось сделать с рядом других кислот, в том числе p-аминофенилаланином, той 21 аминокислотой бактерии.
Плазмиды, визуализированные при помощи электрического микроскопа.
Потом, добавив плазмиды — циркулярные куски ДНК, которые вызывают экспрессию метаболических генов, нужных для производства p-аминофенилаланина, — учёные "обучили" бактерию производить собственные неординарные аминокислоты и внедрять их в хоть какой протеин, кодируемый иРНК, содержащей кодон УАГ.
Сейчас учёным предстоит сопоставить уникальную бактерию, содержащей 21 аминокислоту с её "родственницей", обыкновенной пищеварительной палочкой с 20 аминокислотами, и узнать, как и как различаются их эволюционная адекватность и выживаемость.
ужс я даже не могу представить как это больно 