酵母的遗传密码在进化

酵母是一些最重要的微生物用于生物技术。酿酒酵母,酵母用于做面包和啤酒的类型,只是一个代表世界各地的超过1500种酵母。目前,只有一小部分这些酵母已被用于生物技术的应用程序。然而,研究各种“非常规”酵母种类的目标是利用酵母生理和遗传特性,推动生物技术。在未来,酵母可能会起到很大的作用在发展中棕榈油替代品,乙醇产品,原料,例如。正如下面所讨论的,酵母也独特的遗传密码。

我们通常认为通用遗传密码是稳定,信使rna在哪里翻译成蛋白质基码被分配到一个终止密码子或20毋庸置疑的氨基酸之一。偶尔,科学家在线粒体看到偏离这个标准代码,因为自己的核糖体和图示,容易遗传漂变。然而,核基因组的遗传密码改变氨基酸的任务的一种密码子替换为不同的氨基酸是非常罕见的。直到2016年,唯一的重新分配是这样的例子在真核生物CUG从亮氨酸(其通常含义)丝氨酸在出芽酵母。

然后在2016年,变得研究人员发现了一个类似的开关Pachysolen tannophilus。著名的近亲酵母属、假丝酵母,p . tannophilus recently-sequenced酵母可以发酵木糖,木糖。报道在《美国国家科学院学报》上,研究小组发现了另一个密码子CUG的重新分配。这次CUG从丝氨酸在p . tannophilus丙氨酸。这种变化只是第二个报道的不间断的密码子重新分配。科学家们不知道为什么或变化是怎么来的,但知道酵母的遗传编码是相同的对于基因表达的实验是很重要的。

在这些信息的基础上,另一组科学家随访,调查在酵母系统发育关系的标准和非标准遗传密码。今年早些时候发表在《自然通讯,本研究观察52的基因组酵母种类,包括七个新测序,使用全基因组数据和质谱确定发展史和遗传编码,分别。在这个数据集,研究人员观察到的所有三个CUG密码子工作分配:CUG-Ser CUG-Ala,CUG-Leu。

那么为什么在酵母CUG密码子不稳定吗?该研究的作者认为,自然选择造成的毒素是针对祖先tRNALeu(CAG)。他们假设这毒素可能来自一个病毒样元素(1)。1,所谓的“杀手级质粒”代码毒素抗毒素和出现在出芽酵母。作者认为一个呋喃tRNALeu(CAG)特殊毒素感染酵母的五个演化支的共同祖先。作为回应,酵母血统改变了基因代码或改变tRNALeu基因的集合他们维护。如果这个假设是正确的,这些遗传密码变化代表着深厚的防御机制。