مخمری که قانون جهانی DNA را نقض کرد

خبرگزاری ایسنا: محققان موسسه "مکس پلانک" و دانشگاه "بث"(Bath) یک نوع مخمر کشف کرده‌اند که "قانون جهانی" DNA را نقض می‌کند.

شبیه به سیستم صفر و یک کد باینری که به برنامه کامپیوتری می‌گویند چکار باید بکند، سلول‌های زنده نیز از دستورالعمل‌های کد شده در DNA برای ساخت ارگانیسم‌ها پیروی می‌کنند.

به مدت طولانی تصور بر این بوده است که هر توالی DNA، هر بار که یک دنباله توسط سلول خوانده می‌شود، همیشه یک پروتئین مشابه را ایجاد می‌کند. اما محققان در حال حاضر اولین استثناء این قاعده کلی یا همان قانون جهانی DNA را در گونه‌ای از مخمر کشف کرده‌اند که هر بار بین دو خوانش مختلف انتخاب می‌کند.

مولکول‌های DNA از ۴ پایه شیمیایی تشکیل شده‌اند که با حروف A، C، G و T نوشته می‌شوند. سلول‌های موجود زنده، با استفاده از این دستورالعمل ژنتیکی که همان کد یا رمز ژنتیکی است، برای ساخت پروتئین‌های کارگر بدن عمل می‌کنند.

کد DNA در گروه‌های متشکل از ۳ پایه، به طور جمعی خوانده می‌شود، که هر کدون(codon) یا رمز ژنتیکی همیشه یک اسید آمینه مشخص را ایجاد می‌کند. برای مثال، GGA برای گلیسین رمزگذاری می‌کند. به این معنی که محققان می‌توانند DNA را بخوانند و دقیقا مشخص کنند که کدام اسید آمینه و پروتئین از هر دنباله ساخته می‌شود.

حداقل تاکنون این طور به نظر می‌آمد. اما اکنون محققان موسسه "مکس پلانک" و دانشگاه "بث" یک میکروب را شناسایی کرده‌اند که قوانین جهانی را نقض می‌کند و پیش‌بینی دقیق اینکه چه پروتئینی در هر زمان خاص ایجاد می‌شود را غیرممکن کرده است، مهم نیست که تا چه اندازه دقیق کد DNA را بررسی کنید.

این ارگانیسم نقض کننده قوانین، متعلق به یک گروه از گونه‌های مخمر است که در حال حاضر کمی عجیب به نظر می‌رسند.

رمز ژنتیکی CTG در انسان و بسیاری دیگر از موجودات زنده به اسید آمینه لوسین(leucine) ترجمه می‌شود. اما در این خانواده مخمر، برخی از اعضا، از دنباله برای ایجاد سرین(serine) استفاده می‌کنند، در حالی که دیگران، آلانین(alanine) را از آن خارج می‌کنند.

این گونه تفاوت‌ها بین گونه‌ها بسیار نادر است، اما کاملا غریبه نیستند. جایی که همه چیز واقعا عجیب و غریب می‌شود این است که در این گونه خاص از مخمر که به اصطلاح خانواده گوسفند سیاه یا نوع مخمر شناخته شده به عنوان "Ascoidea asiatica"، نامیده می‌شود، این ارگانیسم از یک کدون دو قرائت متفاوت دارد و ظاهرا به صورت تصادفی انتخاب می‌کند.

"لورنس هورست"، یکی از نویسندگان این مطالعه می‌گوید: این اولین بار است که ما چنین ویژگی را در گونه‌ای می‌بینیم. ما شگفت زده شده‌ایم که حدود ۵۰ درصد از مواقع، این مخمر CTG را به عنوان سرین، و باقی‌مانده را لوسین ترجمه می‌کند.

بنابراین قاعده رمز ژنتیکی که می‌گوید ترجمه کدون‌ها قطعی است، نقض شده است. این باعث می‌شود که این ژنوم منحصر به فرد شود، به این معنی که اگر شما DNA را بشناسید، باز هم نمی‌توانید دریابید که کدام پروتئین‌ها حاصل می‌شوند.

"استفانی مولهاسن" یکی دیگر از محققان می‌گوید: تعویض سرین با لوسین می‌تواند مشکلات جدی در یک پروتئین ایجاد کند، چرا که خواص کاملا متفاوتی پیدا می‌کند. سرین اغلب در سطح پروتئین یافت می‌شود، در حالی که لوسین محلول است و اغلب در داخل پروتئین یافت می‌شود.

این تحقیق در مجله Current Biology منتشر شده است.