Есть конспект?
Пришлите нам!

Каковы условия приспособляемости генов к определенному образу жизни?


У некоторых микроорганизмов их гены позволяют приспособиться к критическим состояниям окружающей среды. Ученые биохимического Института Макса Планка анализировали гены микроорганизмов, которые буйно разрастаются в чрезвычайно кислой окружающей среде (pH столь же низко как pH 0.5) и в температурах до 63оC.

После проведенных исследований, ученые сообщили о существовании так называемых генов "образа жизни". Эти гены, развитые для приспосабливания к критическим условиям, обменивались между организмами, разделяющими эту экологическую нишу.

Исследуемая Thermoplasma acidophilum принадлежит к группе организмов, archaeal, которые часто наблюдаются в критических окружающих средах (высокие температуры, высокие концентрации соли или критическая кислотность). В 1970, Thermoplasma была найдена в тлеющих залежах каменного угля. Необычные свойства этого организма включают слабую защитную оболочку ДНК, температуру роста до 63оC и способность приспособиться к чрезвычайно кислой экологической среде с диапазоном pH 0.5-4.

Для сравнения: pH 0.5 содержит 20 % кислоты гидрохлора. Дополнительно, некоторые из их структурных систем ДНК (тип компонентов белкового синтеза), показывают сильное подобие соответствующим системам, аналогичным для высших организмов. Так как archaeal молекулы имеют более простой состав, они представляют ценную образцовую систему для исследования более сложных систем (высших организмов).

Новая стратегия исследований, позволила ученым расшифровать геном организмов без обширной инфраструктуры и многочисленного персонала в лаборатории. Гены Thermoplasma были проанализированы группой немецких и американских ученых.

Гены Thermoplasma показывают необычное сильное подобие генам другого, жителя кислых окружающих сред, - Sulfolobus solfataricus. Структура их ДНК такова, что ни один из генов не вовлечен в происходящие жизненные процессы микроорганизма, но каждый из них обладает способностью приспособиться к окружающей среде.

Большинство таких микроорганизмов уничтожается критической кислотностью (pH1) и таким образом служит как питательные вещества для падальщиков типа Thermoplasma. В результате этой адаптации к возможности поедания разлагающихся организмов, Thermoplasma для дальнейшего своего развития нуждается в извлечении из среды ее обитания лишнего белка или дрожжей, оставшихся от ее жизнедеятельности, и тогда только продолжает рост.

В результате удивительного подобия между генами Thermoplasma и Sulfolobus, ученые предположили, что имеются два различных класса генов: один состоит из "вспомогательных" генов, занимающихся обменом веществ в ДНК; другой главным образом содержит гены "образа жизни", которые приспособлены к тому, чтобы удовлетворить потребность организма в приспособлении к окружающей среде и могут обмениваться между другими микроорганизмами в пределах одной экологической ниши.

Полная расшифровка генома Thermoplasma acidophilum позволит исследовать, какие именно белки синтезируются, в каком количестве и до какой степени. Посредством электронного анализа томографии, живой, но сильно замороженной Thermoplasma, локализация ее важных процессов образований белков будет заметна визуально и может быть записана на видео. Это должно помочь ученым получить более глубокий анализ зависимости и жизнедеятельности в любых живых клетках, в том числе и у человека.


Dr.BoT© Konspektiruem.ru