Доведено існування випадкової еволюції

Опубликованно 14.09.2018 11:09

Вчені Науково-дослідного інституту біомедицини Монаша в Австралії дійшли висновку, що однією з рушійних сил еволюції стали «елементи структурної ємності» (Structural Capacitance Elements) — ділянки в білкових ланцюгах, які не складаються в одну певну структуру. В таких елементах можуть безперешкодно накопичуватися випадкові мутації, і, врешті-решт, утворюється нова функціональна структура. Стаття дослідників опублікована в журналі Protein Evolution and Human Diseases.

Функцію білків визначає їх унікальна структура, що утворюється при згортанні (фолдинге) амінокислотної ланцюга. Головними елементами цієї структури є домени, які безпосередньо впливають на роботу білка. Мутації, що зачіпають домени, зазвичай виявляються шкідливими для організму і не закріплюються в ході еволюції. Однак відомо, що багато білки, що беруть участь у регуляції метаболізму клітини та передачі сигналів, мають також великі ділянки, які не утворюють певну нативну структуру. Ці сполуки називають функціонально невпорядкованими білками (intrinsically disordered proteins).

Вчені проаналізували понад 68 тисяч мутацій в геномі людини, приблизно половина яких була пов'язана з генетичними захворюваннями, і з'ясували, які зміни в ДНК впливали на різні типи впорядкування структури білка. Виявилося, що мутації в довгих невпорядкованих регіонах можуть утворювати мікроструктури, які покращують функціонування білка, або сприяють патогенних взаємодій з іншими молекулами.

Хоча довгі невпорядковані регіони можуть формувати «шкідливі» структури, подібна білкова «гнучкість» дозволяє молекулі швидко еволюціонувати. Наприклад, в популяції невпорядкованих білків спонтанно виникає мікроструктура, яка стає фундаментом для наступних ступінчастих змін. В результаті білок може придбати нові функції.

Категория: Разное