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Wir mögen denken, dass die Regeln der DNA in Stein gemeißelt sind, aber der genetische Code eines mikroskopisch kleinen Organismus, der in einem Gartenteich in Oxford, Großbritannien, gefunden wurde, hat einmal mehr bewiesen, dass sich die Wissenschaft ständig verändert.
Die Entdeckung kam völlig unerwartet, da Dr. Jamie McGowan und ein Forscherteam des Earlham Institute und der Universität Oxford zunächst an einer neuen Methode zur Sequenzierung sehr kleiner DNA-Mengen arbeiteten, wie sie beispielsweise in einzelligen Organismen vorkommen.
Auf der Suche nach etwas, um ihre Methode zu testen, isolierte das Team einen Protisten aus einem Süßwasserteich im Garten der Universität Oxford. Wenn Sie sich fragen, was Protisten auf der Erde sind, hat McGowan eine hilfreiche Erklärung (oder auch nicht, je nachdem, wie Sie es betrachten):
„Die Definition von Protist ist locker – es handelt sich im Grunde um jeden eukaryotischen Organismus, der kein Tier, keine Pflanze oder kein Pilz ist“, sagte McGowan in seinem Artikel. Stellungnahme. „Das ist natürlich sehr allgemein, denn Protisten sind eine sehr variable Gruppe.
„Manche sind eng mit Tieren verwandt, andere eng mit Pflanzen. Es gibt Jäger und Beute, Parasiten und Wirte, Schwimmer und Sitter, es gibt solche, die sich abwechslungsreich ernähren, während andere Photosynthese betreiben. Grundsätzlich können wir nur sehr wenige Verallgemeinerungen machen.“ ”
Bei der Analyse des Genoms des Protisten entdeckte McGowan, dass es sich nicht nur um eine völlig neue Art handelte; Hymenophorie sp. PL0344, aber es wies auch einen einzigartigen Unterschied in seinem genetischen Code auf.
Bringt uns zurück zur Schule
DNA ist wie ein Rezept. Die Transkription ist ein bisschen so, als würde man dieses Rezept lesen und es mit einigen Modifikationen kopieren – das Transkript ist RNA, wobei ein U anstelle eines T steht. Am Ende des Satzes finden wir einen Punkt und die DNA-Kopie davon ist der Stopp Codon, eine aus drei Buchstaben bestehende Sequenz, die uns sagt, wo das Gen endet. Wenn RNA in Aminosäuren, die Bausteine des Proteins, übersetzt wird, teilt ein Stoppcodon den kleinen Köchen des Proteins (auch Ribosomen genannt) mit, wo sie aufhören sollen.
Die Stoppcodons TAA, TAG und TGA kommen in fast allen Organismen vor, und es wird angenommen, dass insbesondere das erste und das zweite Codon stark miteinander verbunden sind, da sich das eine nicht ändert, ohne dass sich auch das andere ändert.
„In fast jedem anderen uns bekannten Fall ändern sich TAA und TAG gleichzeitig“, sagte McGowan. „Wenn es sich nicht um Stoppcodons handelt, spezifizieren sie jeweils dieselbe Aminosäure.“
Neue genetische Entdeckung
Hymenophorie sp. Allerdings widersetzt sich PL0344 diesem Trend: Es handelt sich um einen Wimpertier, eine Art im Wasser lebender Protist, der normalerweise Veränderungen in seiner DNA aufweist. In seinem Genom kodiert nur TGA für ein Stoppcodon, und die natürlichen Zwillinge TAA und TAG werden in zwei verschiedene Aminosäuren übersetzt. Außerdem gibt es im Genom der Protisten mehr Kopien von TGA als erwartet, was nach Ansicht der Forscher das Fehlen der beiden anderen Stoppcodons ausgleicht.
„Das ist sehr ungewöhnlich“, erklärte McGowan. „Uns ist kein anderer Fall bekannt, in dem diese Stoppcodons mit zwei verschiedenen Aminosäuren verknüpft sind. Dies verstößt gegen einige der Regeln, die wir über die Gentranslation zu kennen glaubten, da angenommen wurde, dass diese beiden Codons miteinander verwandt sind.“
Arten von Anomalien, die Forscher gefunden haben Hymenophorie sp. PL0344 könnte als Inspiration für zukünftige genetische Entdeckungen dienen.
„Wissenschaftler versuchen, neue genetische Codes zu entwickeln – aber es gibt sie auch in der Natur. Es gibt wunderbare Dinge, die wir finden können, wenn wir danach suchen.“
„Oder in diesem Fall“, sagte McGowan, „wenn wir nicht nach ihnen suchen.“
Die Studie ist veröffentlicht in PLOS-Genetik.
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