Indicii despre originea codului genetic ar putea fi ascunse în mici fragmente de proteine, conform unui nou studiu. Cercetările, realizate de Universitatea Illinois Urbana-Champaign, sugerează că răspunsul la enigma apariției sistemului genetic ar putea fi găsit nu în ADN-ul propriu-zis, ci în unitățile constitutive ale proteinelor. Studiul examinează modul în care aceste componente simple au contribuit la evoluția vieții pe Pământ.
Misterul codului genetic
Oamenii de știință au dificultăți în a înțelege exact cum a apărut codul genetic. Genele funcționează ca un manual de instrucțiuni pentru viață, stocând informațiile necesare pentru ca celulele să se construiască, să se repare și să se reproducă. Din acest motiv, înțelegerea mecanismelor inițiale este crucială. Noua cercetare adoptă o abordare diferită, concentrându-se pe cele mai simple unități constructive ale proteinelor.
Gustavo Caetano-Anolles, autorul corespondent al studiului, explică: „Am descoperit că originea codului genetic este legată în mod misterios de compoziția dipeptidică a unui proteom, ansamblul de proteine dintr-un organism.” Caetano-Anolles este un expert în filogenomică și a creat anterior hărți evolutive ale domeniilor proteice și ale ARN-ului de transfer.
Rolul dipeptidelor în evoluție
Studiul s-a concentrat pe dipeptide, unități simple formate din doi aminoacizi legați printr-o legătură peptidică. Analiza a relevat că modelele evolutive ale domeniilor proteice, ale ARN-ului de transfer și ale dipeptidelor se aliniază strâns, sugerând o istorie comună. Viața a apărut acum aproximativ 3,8 miliarde de ani, dar codul genetic a apărut probabil cu circa 800 de milioane de ani mai târziu. Unii cercetători susțin că proteinele au fost cele care au impulsionat activitatea biologică timpurie.
Viața depinde de două sisteme strâns legate: codul genetic și codul proteic. Codul genetic stochează informația în acizii nucleici (ADN și ARN), în timp ce codul proteic determină modul în care moleculele îndeplinesc funcțiile celulare. Cercetătorii au analizat 4,3 miliarde de secvențe de dipeptide din 1.561 de proteomuri aparținând celor trei domenii principale ale vieții: Archaea, Bacteria și Eukarya.
Rezultate surprinzătoare
Echipa a demonstrat că sintetazele și ARNt au evoluat împreună pe măsură ce aminoacizii au fost încorporați în codul genetic. Prin adăugarea dipeptidelor în analiză, au putut testa dacă acest model se menține și la un alt nivel de organizare biologică. „Am constatat că rezultatele sunt congruente”, a explicat Caetano-Anolles. În plus, studiul a identificat o simetrie izbitoare în perechile de dipeptide. Fiecare dipeptidă constă din doi aminoacizi, în timp ce omologul său inversează ordinea. Autorii studiului au remarcat o „sincronizare neașteptată”, sugerând că dipeptidele apăreau codificate în catene complementare de genomuri de acid nucleic.
Sursa: Descopera
