דבר מעניין ששמתי לב אליו:

[goanin]

דבר מעניין ששמתי לב אליו:

זה לא כל כך קשור לאבולוציה, אלא לגנטיקה: שמתי לב שמה שמשנה בקביעה של חומצת אמינו בתהליך התרגום הוא שני הנוקלאוטידים הראשונים בקודון. מה הקטע הזה? יש הסבר כימי? סוג של חידה שחדו לי....

 

[Escherichia Coli]

זה תפור לblueshark

הכימאי המכהן של הפורום

 

[m0sh3]

למרות שאני לא blueshark,

אני אנסה לענות. קודם כל, האמירה הזאת ל-א נכונה. יש חומצות אמינו שדורשות את כל ה3 - למשל מתיונין. יש כ-50 מולקולות של tRNA - אלו המולקולות שמביאות חומצת אמינו בהתאם ל"קוד הגנטי" שהן קוראות - ורק 20 חומצות אמינו, אז ודאי שיש חפיפה בחלק מהמקרים. זיווגי הבסיסים שמדברים עליהם בדר"כ הם זיווגי בסיסים של watson-crick - הזיווגים הקיימים בDNA, הרגילים. כאן אנחנו מדברים על זיווגי בסיסים שהם אמנם פחות אידיאליים מwatson crick אבל הם אפשריים, בתנאי שזה רק בעמדה השלישית של הקודון - עמדה זו נקראת wobble position. למשל, אדנוזין שעובר מתילציה הוא אינוזין - אינוזין יכול ליצור זיווגי בסיסים עם A,U,C. בצורה כזו שתי מולקולות של tRNA יכולות להתאים לאותו קודון או להיפך - כך גם אם מולקולות tRNA מסויימות יאבדו במהלך האבולוציה או בעקבות מוטציה אצל פרט מסויים עדיין ניתן יהיה לבצע סינתזה של כל החלבונים. ישנה סלקציה בעניין הזה, יש מינים שבהם יש [או לפחות היו] 61 מולקולות של tRNA.

 

[m0sh3]

כמובן שכשאמרתי בהתחלה שיש כ-50, התכוונתי לאדם

 

[goanin]

../images/Emo41.gif הנה טבלא מוויקיפדיה

תראו איזה "סדר": הקודונים שמתחילים בשני נוקלאוטידים דומים, יקודדו (לרוב) לחומצה אמינית מסויימת. חדו לי חידה, והבהירו לי שיש הסבר, והוא קל ופשוט. מהו?

 

[goanin]

../images/Emo204.gif הנה:

 

[blueshark09]

השלמות לתשובה של m0sh3

הסיבות לכך שבמקרים רבים אנחנו מקבלים 2 עמדות קובעות ועמדה wobble טמונה בעובדה כי החלבונים האנושיים (ובעצם של כל העולם האויקריוטי כמעט) משתמש ב20 חומצות אמיניות. על מנת ליצור את הקידוד הדרוש 2 קודונים לא יספיקו, כי נקבל 16 אפשרויות (4 קודונים בחזקה שניה נותן 16 אפשרויות). לעומת זאת כאשר אנחנו כמתחייב מגדילים את הצבר המקודד מ2 נוקלאותידים ל3 אנחנו מקבלים עודף אפשרויות. נראה שלפעילות האופטימלית הטבע דרש 20 חומצות אמינו, ועם העודף "הוחלט" מה לעשות בהמשך. מה היתרונות של הwobble ? 1. מוטציה נקודתית בעמדה הלא קובעת בסיכוי גבוה לא תשנה את הקידוד ולכן המוטציה לא תזיק. 2. העובדה מסעיף 1 מגדילה משמעותית את הדינאמיות של הגנום וכך את קצב האבולוציה וההסתגלות - מי שלא מתפתח לא שורד, ולכן היום כולנו מקודדים עם wobble. 3. במקום לקודד ל"כלום" עבור 44 מתוך 64 אפשרויות שנותן מקטע מקודד של 3bp, וככה לבזבז את האינפורמציה הטמונה בגנום - אנחנו מקבלים את היתרונות של סעיפים 1,2. מקודדי ה"כלום" אם כך יהיו בעלי פיטנס נמוך יותר (עובדתית, לכן הם לא איתנו). שורה תחתונה - דינאמיות הגנום הוא המפתח להישרדות.

 

[blueshark09]

תיקון לעצמי

דינאמיות הגנום לאו דווקא מפתח להישרדות - אבל המפתח להתפתחות של חיים מורכבים כמו אויקריה.

 

[m0sh3]

../images/Emo45.gif

אני חושב שהוא שואל למה זה יכול להיות רק בעמדה השלישית - אני מניח שהאפיניות לא מספיק גבוהה בשביל ליצור אינטראקציה באופן רגיל בכל ה3 ולכן רק אם 2bp נוצרים אז השלישי יכול להווצר. עד כמה אני קרוב לאמת?

 

[blueshark09]

לפי מה שהבנתי

אתה טוען שהשאלה בעצם למה זו עמדה 3, ולא 1 או 2 ? אני לא אפרט שוב למה דרושה עמדת wobble, אלא למה זה בעמדה ספציפית. אז עמדה 2 אפשר לפסול כי כימית הרבה יותר מסובך ליצור wobble באמצע, עם אינטראקציות צידיות קבועות. זה גם פחות אמין, כי דמיין מבחינה סטרית איך יותר קל להדביק 2 פיסות - קו רציף 1,2,3 או קודם קצוות ואז לנסות להתאים את האמצע. עמדה 1 לא מתאימה כי לקודון יש התחלה וסוף (כיווניות) והקידוד יתחיל מ1 מחייב נקודת אחיזה בטוחה. הסוף פחות קריטי כאשר תופסים כבר 2 נוקלאותידים. זה רלוונטי גם להגהה.

 

[m0sh3]

אז מבחינת יצירת הקשר,

זה לא היה משנה אם זה עמדה 1 או 3 - זה די הגיוני, כי זה סמטרי. אבל מבחינת הבחירה האבולוציונית, עמדה 3 עדיפה. הבנתי, תודה.

 

[raziel47]

עוד משהו קטן

היתירות בקודונים היא גם כלי לקביעת קרבה בין חיות ועל הדרך עוד הוכחה מוחצת לאבולוציה, הרי הורשה אצל יונקים היא הדרך היחידה להעביר גנים ולכן אם תיקח למשל אותנו ואת השימפנזות, הסיכוי שאחוז הקודונים הסופיים בינינו יהיה כל כך דומה בלי שנהיה קרובים מאוד אחד לשני הוא אפסי כשאתה לוקח בחשבון שכל קודון סופי כמעט הוא בר חילוף.

 

[Escherichia Coli]

אתה טוען שלמעשה מדובר בכורח

שנובע אך ורק מהטבע הקומבינטורי של 20 חומצות האמינו? לחלוטין לא ציפיתי לזה. חשבתי שזה יהיה משהו יותר מורכב שיכלול המון מילים ארוכות וביוכימיה. Oh well, הפעם אכזבת אותי

(האמת שלא, זו די טוויסט ואני חושב שאם לא הייתי נבהל מהשאלה, אולי הייתי עולה על זה בעצמי.)