Indicii despre originea codului genetic ar putea fi ascunse în fragmente minuscule de proteine, sugerând o cale structurată și sincronizată către primele sisteme moleculare ale vieții. Un nou studiu realizat de cercetători de la Universitatea ILLINOIS Urbana-Champaign sugerează că răspunsul la această întrebare fundamentală ar putea fi găsit nu în ADN-ul propriu-zis, ci în unitățile constitutive ale proteinelor.
Misterele ascunse în dipeptide
Echipa de cercetare s-a concentrat pe dipeptide, unități simple formate din doi aminoacizi. Analiza lor a arătat că modelele evolutive ale domeniilor proteice, ale ARN-ului de transfer (ARNt) și ale dipeptidelor se aliniază strâns, indicând o istorie comună. Astfel, cercetătorii sugerează că proteomul – ansamblul de proteine dintr-un organism – poate deține indicii importante despre etapele timpurii ale dezvoltării codului genetic. Dipeptidele, cu cele 400 de combinații posibile, par să fi jucat un rol vital ca blocuri structurale timpurii.
Viața pe Pământ a început acum aproximativ 3,8 miliarde de ani, dar codul genetic a apărut probabil cu circa 800 de milioane de ani mai târziu. Unul dintre autorii studiului, profesorul Gustavo Caetano-Anolles, specialist în filogenomică, a declarat că „Am descoperit că originea codului genetic este legată în mod misterios de compoziția dipeptidică a unui proteom”. Echipa a analizat 4,3 miliarde de secvențe de dipeptide din 1.561 de proteomuri aparținând celor trei domenii principale ale vieții: Archaea, Bacteria și Eukarya.
O cronologie evolutivă dezvăluitoare
Cercetătorii au construit o cronologie evolutivă a dipeptidelor, observând că sintetazele și ARNt au evoluat împreună pe măsură ce aminoacizii au fost încorporați în codul genetic. Studiul a identificat o simetrie izbitoare în perechile de dipeptide. Fiecare dipeptidă constă din doi aminoacizi, cum ar fi alanină-leucină (AL), în timp ce omologul său, numit anti-dipeptidă, inversează ordinea: leucină-alanină (LA). „Majoritatea perechilor dipeptidă și anti-dipeptidă au apărut foarte aproape una de cealaltă pe cronologia evolutivă. Această sincronizare a fost neașteptată”, a explicat Caetano-Anolles.
Această descoperire sugerează că dipeptidele apăreau codificate în catene complementare de genomuri de acid nucleic, probabil ARNt-uri minimaliste care interacționau cu enzime primordiale. Înțelegerea modului în care a evoluat codul genetic oferă perspective asupra originilor vieții și sprijină progresele în domenii precum biologia sintetică și cercetarea biomedicală. Studiul oferă o perspectivă nouă asupra modului în care viața a evoluat pe Pământ, adăugând o nouă piesă la puzzle-ul complex al înțelegerii originii vieții.
Sursa: Descopera
