Ученые из Университета Аризоны и Лаборатории Луны и Планет провели исследование, которое пересматривает общепринятое понимание эволюции генетического кода. Их работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Генетический код представляет собой систему, где последовательности из трех нуклеотидов, известные как кодоны, переводятся в последовательности белков с использованием 20 аминокислот. Новое исследование показало, что порядок появления аминокислот в ходе эволюции отличается от того, что долгое время считалось общепринятым.
Для анализа исследователи использовали новый метод, фокусируясь не на полных белках, а на их доменах — коротких участках аминокислот, которые служат «модулями» для множества белковых структур. Данный подход позволил провести более точный анализ временного порядка включения аминокислот в генетический код.
Результаты показали, что ранняя жизнь предпочитала более простые аминокислоты, в то время как более сложные, такие как триптофан и тирозин, появились позже. При этом аминокислоты, связывающиеся с металлами, вошли в код на более раннем этапе, чем считалось ранее. Анализ также указал на существование других генетических кодов, предшествовавших современному.
Для подтверждения своих выводов ученые исследовали более 400 семейств последовательностей белков, связанных с последним универсальным общим предком (LUCA), гипотетической популяцией организмов, существовавшей около 4 миллиардов лет назад. Некоторые из этих последовательностей оказались древнее LUCA, что указывает на сложную историю эволюции кодов.
Авторы заключают, что традиционные представления о происхождении генетического кода требуют пересмотра. Их работа также подчеркивает значимость аминокислот, содержащих серу, в ранней жизни и предлагает новые идеи для поиска внеземной жизни в богатых серой средах, таких как Марс или спутники Юпитера и Сатурна.