Komórki podejmują szereg skomplikowanych kroków, aby przetłumaczyć swoją sekwencję podstawowych bloków budulcowych DNA na białka, które następnie działają jak woły robocze, wykonując istotne funkcje życiowe. Ponieważ wiele różnych białek jest zakodowanych na jednej nici DNA, komórka używa znaczników, aby wiedzieć, kiedy zacząć i przestać tworzyć białko.
Wiele podręczników biologii mówi, że znacznik startu, zwany kodonem startowym, zawsze koduje związek zwany metioniną. Jednak William Duax, biolog strukturalny na Uniwersytecie Stanowym Nowego Jorku w Buffalo, twierdzi, że nowe badania przeprowadzone przez jego zespół sugerują, że podręczniki mogą się mylić. On przedstawi badania na 66th dorocznego spotkania American Crystallographic Association, pomoc lipca 22-26 w Denver, Colorado.
„Mamy liczne dowody, że setki najstarszych białek rybosomalnych nadal zaczynają się od waliny lub kod leucyny i nie mają kodon dla metioniny w DNA,” Duax powiedział, odnosząc się do białek znalezionych w podstawowych składników komórkowych zwanych rybosomów. „Znaleźliśmy jednoznaczne dowody na to, że najwcześniejsze gatunki na Ziemi wciąż używają prymitywnej formy kodu genetycznego składającego się tylko z połowy standardowych 64 kodonów”, powiedział.
Wyniki są sprzeczne z powszechnie panującym przekonaniem wśród biologów. „W podręcznikach są znaczące błędy. Uniwersalny kod nie jest uniwersalny i wszystkie gatunki obecnie na ziemi nie używają kodu „zamrożonego w czasie”, jak twierdzili Watson i Crick,” powiedział Duax. „Niektóre podstawowe założenia dotyczące ewolucji są błędne”. Duax zauważył również, że wyniki podnoszą pytania dotyczące niektórych aspektów hipotezy na temat początków życia, zwanej światem RNA, która pozuje, że RNA, który jest podobny do DNA i jest nadal używany w komórkach, był pierwszym materiałem genetycznym.
Duax i jego zespół uzyskali swoje wyniki przeczesując bazę danych, która zawiera sekwencje ponad 90 milionów genów. Geny kodują białka, a badacze wykorzystali nowe techniki, aby dokładnie zidentyfikować wszystkich członków każdej rodziny białek i odróżnić je od wszystkich innych rodzin, które pozostały niezmienione przez 3 miliardy lat.
Zespół badawczy opracował programy przyspieszające całkowite wychwycenie i doskonałe wyrównanie rodzin białek mających 25 000 członków i obejmujących wszystkie gatunki, których genomy zostały zgłoszone. Z tych doskonałych dopasowań badacze mogli zidentyfikować dokładne położenie i funkcję najbardziej konserwowanych reszt w dopasowaniu, czyli białek, które pozostały takie same przez najdłuższy okres czasu. Od tych pierwotnych białek naukowcy znaleźli dowody, że najstarsze białka nie zaczynają się w standardowy sposób lub użyć wielu innych części standardowych kodów do robienia protein.
Perhaps równie zaskakujące jak badania i jego ustalenia jest sposób, że Duax pomógł finansować swoje badania. Opracował trzytygodniową szkołę letnią w bioinformatyce molekularnej i ewolucji dla bardzo zmotywowanych uczniów szkół średnich. W ciągu ostatnich sześciu lat przeszkolił ponad 220 studentów, aby prześledzić pochodzenie i ewolucję składu i składania białek, wszystkich gatunków komórkowych i kodu genetycznego.
Oprócz zmiany sposobu, w jaki patrzymy na kodowanie genetyczne i przepisywanie podręczników, praca Duaxa ma zastosowanie w terapiach genetycznych, które wykorzystują szczegóły strukturalne bakterii w celu opracowania terapii, które są selektywne i mają mniej skutków ubocznych.
Następnym krokiem dla zespołu badawczego jest opublikowanie wyników swojej pracy i otrzymanie informacji zwrotnej od innych badaczy.
„Niektórzy z moich studentów byli w programie przez trzy lata i są już wyposażeni, aby przygotować manuskrypty do złożenia w czasopismach w ewolucji molekularnej i nauki strukturalnej”, powiedział Duax. Jednakże, zespół dopiero zaczyna.