Celulele parcurg o serie de pași complicați pentru a transpune secvența lor de blocuri de bază de ADN în proteine, care acționează apoi ca niște cai de bătaie pentru a îndeplini funcțiile vitale ale vieții. Deoarece multe proteine diferite sunt codificate pe un singur șir de ADN, celula folosește markeri pentru a ști când să înceapă și să oprească fabricarea unei proteine.
Multe manuale de biologie spun că markerul de start, numit codon de start, codifică întotdeauna pentru un compus numit metionină. Cu toate acestea, William Duax, biolog structuralist la Universitatea de Stat din New York, Buffalo, spune că noile cercetări efectuate de echipa sa sugerează că manualele ar putea fi greșite. El va prezenta cercetarea în cadrul celei de-a 66-a întâlniri anuale a Asociației Americane de Cristalografie, ajutor 22-26 iulie în Denver, Colorado.
„Avem dovezi ample că sute dintre cele mai vechi proteine ribosomale încep încă cu un cod de valină sau leucină și nu au codonul pentru metionină în ADN”, a spus Duax, referindu-se la proteinele care se găsesc în componentele de bază ale celulelor numite ribozomi. „Am găsit dovezi fără echivoc că cele mai timpurii specii de pe Pământ folosesc încă o formă primitivă a codului genetic constând în doar jumătate din cei 64 de codoni standard”, a spus el.
Rezultatele sunt în contradicție cu o credință larg răspândită în rândul biologilor. „Există erori semnificative în manualele școlare. Codul universal nu este universal și toate speciile aflate acum pe Pământ nu folosesc un cod „înghețat în timp”, așa cum au susținut Watson și Crick”, a declarat Duax. „Unele ipoteze de bază despre evoluție sunt incorecte”. Duax a remarcat, de asemenea, că rezultatele ridică semne de întrebare cu privire la unele aspecte ale unei ipoteze privind originile vieții, numită lumea ARN, care postulează că ARN-ul, care este similar cu ADN-ul și este încă folosit în celule, a fost primul material genetic.
Duax și echipa sa au obținut rezultatele lor prin parcurgerea unei baze de date care conține secvențele a peste 90 de milioane de gene. Genele codifică proteine, iar cercetătorii au folosit tehnici noi pentru a identifica cu exactitate toți membrii fiecărei familii de proteine și pentru a le distinge de toate celelalte familii care au rămas neschimbate timp de 3 miliarde de ani.
Echipa de cercetare a dezvoltat programe pentru a accelera capturarea completă și alinierea perfectă a familiilor de proteine care au 25.000 de membri și care cuprind toate speciile pentru care sunt raportate genomurile. Din aceste alinieri perfecte, cercetătorii au putut identifica locația precisă și funcția celor mai conservate reziduuri din aliniere, adică a proteinelor care au rămas la fel pentru cea mai lungă perioadă de timp. Pornind de la aceste proteine primordiale, cercetătorii au găsit dovezi că cele mai vechi proteine nu încep în mod standard și nici nu folosesc multe dintre celelalte părți ale codurilor standard de fabricare a proteinelor.
Poate la fel de surprinzător ca și cercetarea și descoperirile sale este modul în care Duax a contribuit la finanțarea cercetării sale. El a dezvoltat o școală de vară de trei săptămâni în bioinformatică moleculară și evoluție pentru elevii de liceu foarte motivați. În ultimele șase veri, el a instruit peste 220 de elevi pentru a urmări originea și evoluția compoziției și plierea proteinelor, a tuturor speciilor celulare și a codului genetic.
Pe lângă faptul că a schimbat modul în care privim codarea genetică și a rescris manualele, munca lui Duax are aplicații în terapiile genetice care exploatează detaliile structurale ale bacteriilor pentru a dezvolta terapii care sunt selective și au mai puține efecte secundare.
Postul următor pentru echipa de cercetare este de a publica rezultatele muncii lor și de a primi feedback de la alți cercetători.
„Unii dintre studenții mei sunt în program de trei ani și sunt deja echipați pentru a pregăti manuscrise pentru a le trimite la reviste de evoluție moleculară și știință structurală”, a spus Duax. Cu toate acestea, echipa este abia la început.