Cercetătorii de la Universitatea Illinois Urbana-Champaign sugerează că secretele modului în care a apărut codul genetic ar putea fi ascunse în cele mai mici componente ale proteinelor. Studiul examinează dipeptidele, unități formate din doi aminoacizi, și relevă o posibilă legătură cu modul în care informațiile genetice au început să se organizeze. Descoperirea deschide noi perspective asupra originilor vieții și ar putea ajuta la progrese în domenii precum biologia sintetică.
O căutare în structurile proteice
Genele, responsabile pentru stocarea informațiilor care permit celulelor să se construiască și să se reproducă, rămân un mister în ceea ce privește originea lor. Noua cercetare se concentrează pe dipeptide, unități simple compuse din doi aminoacizi legați printr-o legătură peptidică. Această abordare diferită ar putea oferi indicii cruciale despre primele etape ale vieții.
Profesorul Gustavo Caetano-Anolles, autorul principal al studiului, explică: „Am descoperit că originea codului genetic este legată în mod misterios de compoziția dipeptidică a unui proteom, ansamblul de proteine dintr-un organism”. Echipa sa, specializată în filogenomică, a creat hărți evolutive ale domeniilor proteice și ale ARN-ului de transfer. Prin examinarea dipeptidelor, cercetătorii au observat o aliniere strânsă între modelele evolutive ale acestora, ale domeniilor proteice și ale ARNt, sugerând o istorie comună.
Cronologia evolutivă a dipeptidelor
Viața pe Pământ a apărut acum aproximativ 3,8 miliarde de ani, dar codul genetic a apărut ulterior. Cercetătorii dezbat cum a avut loc această tranziție. Echipa a analizat 4,3 miliarde de secvențe de dipeptide din 1.561 de proteomuri, aparținând celor trei domenii principale ale vieții: Archaea, Bacteria și Eukarya.
Studiul a arătat că sintetazele și ARNt au evoluat împreună odată cu încorporarea aminoacizilor în codul genetic. Adăugând dipeptidele în analiză, cercetătorii au testat dacă acest model se menține la un alt nivel de organizare biologică. „Am constatat că rezultatele sunt congruente”, a explicat Caetano-Anolles. Studiul a identificat, de asemenea, o simetrie în perechile de dipeptide. Fiecare dipeptidă constă din doi aminoacizi, cum ar fi alanină-leucină (AL), în timp ce omologul său, inversează ordinea: leucină-alanină (LA).
Implicații pentru viitor
„Am găsit ceva remarcabil: majoritatea perechilor dipeptidă și anti-dipeptidă au apărut foarte aproape una de cealaltă pe cronologia evolutivă”, a adăugat cercetătorul. Înțelegerea modului în care a evoluat codul genetic deschide noi perspective și sprijină progresele în domenii precum biologia sintetică și ingineria genetică.
Studiul oferă o perspectivă asupra originilor vieții și deschide noi căi pentru înțelegerea mecanismelor fundamentale ale biologiei.
