Дипептиды - мостик между двумя языками жизни

26.09.2025

Истоки генетического кода и его связь с белковыми структурами остаются одной из самых интригующих тем современной биологии. Ученые уже давно пытаются понять, каким образом простые молекулы смогли породить сложнейшие механизмы, лежащие в основе живых систем. Новое исследование, выполненное в Университете Иллинойса в Урбана-Шампейне, предлагает необычное объяснение: ключевую роль в становлении генетического кода могли сыграть дипептиды - простейшие соединения из двух аминокислот.

Ранее эта же группа исследователей реконструировала последовательность появления аминокислот в генетическом коде, основываясь на анализе транспортных РНК. Было выделено три этапа: сначала возникли тирозин, серин и лейцин, которые считаются самыми древними; затем добавились восемь аминокислот, связанных с развитием молекулярного редактирования; а завершили процесс более поздние аминокислоты, значительно расширившие функциональные возможности белковых структур. Такой постепенный рост указывал на усложнение кодирующей системы и на особую роль ферментов синтетаз, контролировавших присоединение аминокислот к тРНК.

Новые данные показали, что дипептиды образовывались не случайно, а парами - так называемыми дипептидом и антидипептидом, например AL и LA.

"Мы обнаружили нечто необычное в филогенетическом дереве, - отметил профессор Густаво Каэтано-Аноллес. - Большинство таких пар возникало почти одновременно, что указывает на дуальную природу генетического кода".

Ученые предполагают, что эти молекулы могли формироваться из комплементарных цепей нуклеиновых кислот и взаимодействовать с первыми синтетазами. Такая организация обеспечивала ранним белкам устойчивость и позволяла работать своеобразному "белковому коду", который существовал параллельно с РНК-кодом. Таким образом, дипептиды могли стать своего рода первыми строительными блоками будущих сложных белковых структур.

Филогенетический анализ подтвердил согласованность между тремя независимыми наборами данных: историей белковых доменов, эволюцией транспортных РНК и возникновением дипептидов. Все они продемонстрировали одну и ту же последовательность добавления аминокислот в генетический код. Это свидетельствует о тесной связи между усложнением белковых форм и развитием механизмов кодирования информации.

Практическое значение таких открытий трудно переоценить. Генетическая инженерия может использовать эти знания для оптимизации синтеза белков, синтетическая биология - для создания минимальных или искусственных клеток, а биомедицинские исследования - для более глубокого понимания устойчивости и ограничений биологических систем.

"Синтетическая биология признает ценность эволюционной перспективы, - подчеркнул Каэтано-Аноллес. - Чтобы вносить значимые изменения, необходимо понимать внутреннюю логику генетического кода".

<< Назад: Сенсор для век определит усталость 27.09.2025

>> Вперед: Чипсет Dimensity 9500 на архитектуре Armv9.3 26.09.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Найдено небесное тело с самым коротким годом 15.07.2019 Астрономы из Университета Калтех (Калифорния, США) обнаружили астероид с самым коротким годом. 2019 LF6 или "Атира" - один из самых близких к Солнцу астероидов, пишет Gizmodo. Небесное тело находится так близко к звезде, что год на нем длится всего 151 земной день, что является самым коротким годом на всех астероидах, известных науке. Орбита "Атиры" полностью соответствует траектории движения Земли вокруг Солнца. Афелий (самая удаленная от Солнца точка орбиты) астероида составляет 0,794 а.е, а его перигелий (самая близкая к Солнцу точка орбиты) - 0,317 а.е. К примеру, перигелий Земли равен 0,983 а.е. Диаметр астероида - около 1,3 километра. Пока у астрономов слишком мало данных, чтобы определить форму объекта. Ранее самым коротким годом считалось 165 дней на астероиде 2019 AQ3.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025