核苷酸沉默代码不是氨基酸
人类拥有六种形式的蛋白质肌动蛋白,它们在体内发挥重要作用。两个特别是β-肌动蛋白和γ-肌动蛋白几乎相同,仅相差四个氨基酸。然而,这些近双胞胎蛋白质发挥着不同的作用。对于生物学家来说,一个长期存在的问题是,这怎么可能?宾夕法尼亚大学兽医学院生物化学教授安娜卡希纳说:“过去40年来,这一问题一直在争论中。”Kashina及其同事的新发现指出了一个令人惊讶的答案。这些蛋白质的不同功能不是由它们的氨基酸序列决定,而是由它们的遗传密码决定。“我们喜欢把它称为'无声代码',”Kashina说。“我们的研究结果表明,我们认为沉默的基因部分实际上编码了非常关键的功能信息。”
研究人员发现核苷酸序列中的这些“沉默”差异似乎影响核糖体的密度,核糖体是将RNA转化为蛋白质的分子机器。这种差异可以使每种肌动蛋白形式在细胞中发挥不同的作用。Kashina合着这部作品,发表在eLife杂志上,与Penn Vet的Pavan Vedula,Satoshi Kurosaka,Nicolae Adrian Leu,Junling Wang,Stephanie Sterling和Dawei Dong以及国立卫生研究院的Yuri I. Wolf和Svetlana A. Shabalina合着。
肌动蛋白是如此普遍和必不可少,它被称为“管家蛋白”。它是大多数细胞中最丰富的蛋白质,其不同形式在细胞迁移,肌肉收缩和发育过程中发挥作用。有一段时间,科学家认为不同的形式在功能上是多余的,只有在一种形式有缺陷的情况下才能作为备份。
最近,研究人员逐渐认识到这些形式并不是多余的; 一些定位于细胞的不同部分,一些被整合到细胞骨架的不同部分。当这些蛋白质被篡改时,结果也不同。例如,当缺乏β-肌动蛋白时,小鼠在胚胎发育的早期阶段死亡。但缺乏γ-肌动蛋白的小鼠,虽然通常比正常小和耳聋,但可以存活到成年期。
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