打破中心法则，这种生物居然有两种蛋白翻译机制！

一项研究发现，一种生物打破了中心法则，采用两种不同的翻译系统随机翻译DNA。

　　

生物通报道：DNA通常被称为生命蓝图，所谓中心法则是指遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译的过程。

但是一组研究人员第一次发现一种微生物能随机采用两种不同的DNA翻译机制，这打破了原有的法则规律，而且如此一来，就无法完全从DNA序列推测蛋白序列了。

这一研究成果公布在Current Biology杂志上。

DNA→蛋白

所有生物都从父母那里得到了遗传信息，指导细胞如何制造蛋白质。由A，T，C和G代表的四个碱基序列组成的DNA分子，翻译成遗传密码，指导氨基酸序列连接在一起形成各种蛋白质。一般认为任何给定的密码子总是产生相同的氨基酸，比如DNA中的GGA翻译为甘氨酸。

但是来自德国马普生物物理化学研究所的Stefanie Mühlhausen博士和巴斯大学Milner中心的Laurence Hurst教授等人首次发现了一个例外。

研究人员在分析酵母菌群时，发现其中一些物种已经发展出一种不寻常的非通用代码。人类以及物种将密码子CTG翻译为亮氨酸，但一些酵母将其翻译为丝氨酸，还有一些将其翻译为丙氨酸。

这非常奇怪，而且更令人惊讶的是，一种名为Ascoidea asiatica的酵母能随机翻译这个密码子为丝氨酸或亮氨酸。

巴斯大学演化遗传学教授Laurence Hurst说：“这是我们第一次在物种中看到过这种情况。”

“遗传编码的规则是，翻译是确定的，如果你知道DNA，那么就可以分析其蛋白序列。”

随机机制

为了了解这是怎么发生的，研究人员人员分析了tRNA，tRNA的作用就是识别密码子并将氨基酸聚合在一起形成蛋白质链。

马普生物物理化学研究所的Martin Kollmar博士表示：“我们发现Ascoidea asiatica对于CTG中有两种不同的tRNA--一种与亮氨酸连接，另一种与丝氨酸连接。”

“所以当CTG被翻译时，它会随机挑选两种tRNA中的一种，因此在丝氨酸和亮氨酸之间随机选择。”

Stefanie Mühlhausen博士补充说：“将丝氨酸置换为亮氨酸可能会导致蛋白质产生严重的问题，因为它们具有完全不同的特性：丝氨酸常常在蛋白质表面发现，而亮氨酸是疏水性的，经常埋藏在蛋白质内。”

“我们进一步分析了这种奇怪的酵母如何应对这种随机性，发现A. asiatica已经进化为极少使用CTG密码子，特别是在蛋白质的关键部分避免使用CTC密码。”

研究人员估计，随机编码已有1亿年历史，但其他相关的物种进化为失去这种可能存在问题的特征。

Martin Kollmar博士说：“目前还不清楚为什么A. asiatica应该保留这种随机编码这么长时间，也许这种随机性可能存在有益的情况。”

（生物通）

原文链接：

Endogenous Stochastic Decoding of the CUG Codon by Competing Ser- and Leu-tRNAs in Ascoidea asiatica