Übersetzung von Genen komplexer als erwartet
Forscher aus der Gruppe von Marvin Tanenbaum am Hubrecht Institute haben gezeigt, dass die Umsetzung der genetischen Informationen, die in unsere DNA ist sehr viel komplexer als bisher angenommen. Diese Entdeckung wurde durch die Entwicklung eine Art erweiterte Mikroskopie, die direkt visualisiert die übersetzung des genetischen Codes in eine lebende Zelle. Ihre Studie ist veröffentlicht in der wissenschaftlichen Zeitschrift Cell am 6. Juni.
Vom gen zum protein
Jede Zelle unseres Körpers enthält die gleiche DNA, aber verschiedene Zellen, wie Gehirnzellen oder Muskelzellen, die verschiedene Funktionen haben. Die Unterschiede in der Zelle-Funktion hängt davon ab, welche Teile der genetischen information (Gene genannt), die aktiv in jeder Zelle verwendet werden. Die genetischen Informationen, die in diesen Genen ist übersetzt von specialized translation Fabriken genannt Ribosomen. Ribosomen Lesen den genetischen code und montieren von Proteinen auf der Grundlage der Informationen, die in diesem genetischen code, der Analog zu einer Fabrik, eine Maschine zu errichten, basierend auf einen bauplan. Proteine sind die Arbeitspferde der unsere Körper und die Aufgaben in unseren Genen verschlüsselt. Für unsere Zellen und Organe richtig funktionieren, ist es wichtig, dass die genetische information gespeichert in unseren Genen ist genau übersetzt Proteine. Wenn der genetische code ist falsch übersetzt, schädliche Proteine können hergestellt werden, was dazu führen kann, neurologische Erkrankungen wie die Huntington-Krankheit.
Die ‚reading frame‘ von Gene
Der genetische code übersetzt wird in Gruppen von 3 Buchstaben, jeder ähnelt einem Wort, das übersetzt in einem einzigen Teil des proteins. Wenn ein Ribosom beginnt die übersetzung der code an der falschen position, eine Verschiebung in der 3-letter-code auftreten können. Zum Beispiel, der Satz unten Lesen sollten:
„der Mann sah sich sein neues rotes Auto“
Allerdings, wenn ein Ribosom beginnt die übersetzung dieser Satz einen Buchstaben zu spät, der Satz würde lauten:
„hem ans awh ist ewr edc ar“
Im Fall des genetischen Codes, dieses Phänomen nennt man „out-of-frame“ – übersetzung. Sanne Boersma, Forscher am Hubrecht Institut, erklärt: „Als durch das Beispiel verdeutlicht Satz, out-of-frame-übersetzung hat einen großen Einfluss auf den protein-und führt in der Regel ein protein, das verhält sich anders und kann zu Schäden an der Zelle.“ Bis jetzt war es unklar, wie das Ribosom weiß, wo zu beginnen, übersetzen Sie den code, und wie oft das Ribosom wird es falsch.
Eine neue Methode: SunTag und MoonTag
Die Forscher entwickelten eine neue Methode zur Visualisierung der Entschlüsselung unseres genetischen information in lebenden Zellen. Sie waren in der Lage, Etikett verschiedene protein-Produkte in unterschiedlichen Farben und visualisieren die Produktion von jeder Art von protein, mit erweiterter Mikroskopie. Jedes protein wurde als mit einem bestimmten label oder tag genannt SunTag und MoonTag, die Sie sehen durch das Mikroskop. Durch die Kombination der MoonTag und dem SunTag, konnten die Forscher nun zum ersten mal sehen, wie oft out-of-frame translation stattfindet.
Eine große überraschung
Die Forscher entdeckten, dass out-of-frame-übersetzung passiert überraschend Häufig. In extremen Fällen fast die Hälfte aller Proteine, die gebaut wurden, ein anderes Leseraster oder code als der erwartete code. Diese überraschenden Ergebnisse zeigen, dass die genetischen Informationen, die in unsere DNA ist weit komplexer als bisher gedacht. Auf der Grundlage der neuen Studie, die unsere DNA wahrscheinlich kodiert Tausende bisher unbekannte Proteine mit unbekannten Funktionen. Sanne Boersma: „durch unsere Studie können wir jetzt Fragen, sehr wichtige Fragen: was haben all diese neuen Proteine tun? Sie haben wichtige Funktionen in unserem Körper oder sind Sie Abfall Nebenprodukte der übersetzung, die beschädigen unsere Zellen?“