Indiciile despre originea codului genetic ar putea fi ascunse în mici fragmente de proteine, conform unui nou studiu. Cercetările efectuate de Universitatea ILLINOIS Urbana-Champaign sugerează o legătură strânsă între compoziția dipeptidică a proteinelor și modul în care a apărut codul genetic. Descoperirea ar putea oferi noi perspective asupra originilor vieții și ar putea ajuta la progrese în diverse domenii.
Unități constructive cheie
Genele funcționează ca un manual de instrucțiuni pentru viață, stocând informații esențiale pentru construirea, repararea și reproducerea celulelor. Oamenii de știință au căutat mult timp să înțeleagă cum a apărut inițial acest sistem. Studiul de la Universitatea ILLINOIS Urbana-Champaign adoptă o abordare diferită, concentrându-se nu pe ADN, ci pe cele mai simple unități constructive ale proteinelor.
Cercetătorii s-au concentrat pe dipeptide, unități simple formate din doi aminoacizi legați printr-o legătură peptidică. Analiza a arătat că modelele evolutive ale domeniilor proteice, ale ARN-ului de transfer (ARNt) și ale dipeptidelor se aliniază strâns, sugerând o istorie comună. Autorul corespondent, Profesorul Gustavo Caetano-Anolles, specialist în filogenomică, a declarat că descoperirea este legată de compoziția dipeptidică a unui proteom. Proteomul reprezintă ansamblul de proteine dintr-un organism.
Cronologia evolutivă a dipeptidelor
Viața pe Pământ a început acum aproximativ 3,8 miliarde de ani, dar codul genetic a apărut probabil cu circa 800 de milioane de ani mai târziu. Oamenii de știință încă dezbat cum a avut loc această tranziție. Cercetătorii sugerează că proteomul poate deține indicii importante despre etapele timpurii ale dezvoltării codului genetic. Aproximativ 4,3 miliarde de secvențe de dipeptide din 1.561 de proteomuri au fost analizate în cadrul cercetării. Acestea aparțin celor trei domenii principale ale vieții: Archaea, Bacteria și Eukarya.
Echipa de cercetare a folosit aceste date pentru a construi o cronologie evolutivă a dipeptidelor. Cercetătorii au demonstrat că sintetazele și ARNt au evoluat împreună pe măsură ce aminoacizii au fost încorporați în codul genetic. Înțelegerea modului în care a evoluat codul genetic poate oferi perspective valoroase asupra originilor vieții. Aceasta ar putea sprijini progresele în domenii precum biologia sintetică, cercetarea biomedicală și ingineria genetică.
Simetrie izbitoare în perechile dipeptidice
Studiul a identificat o simetrie izbitoare în perechile de dipeptide. Fiecare dipeptidă constă din doi aminoacizi, în timp ce omologul său, numit anti-dipeptidă, inversează ordinea. Profesorul Caetano-Anolles a menționat că majoritatea perechilor dipeptidă și anti-dipeptidă au apărut foarte aproape una de cealaltă pe cronologia evolutivă.
Această sincronizare a fost neașteptată. Ea sugerează că dipeptidele apăreau codificate în catene complementare de genomuri de acid nucleic, probabil ARNt-uri minimaliste care interacționau cu enzime primordiale. Rezultatele studiului au fost publicate în revista științifică.
