Η αλληλούχιση του πυρηνικού και του μιτοχονδριακού DNA αποκάλυψε μεγάλο αριθμό παραλλαγών που υπάρχουν στον γενετικό κώδικα πολλών ειδών.
Ξεφυλλίζοντας οποιοδήποτε βιβλίο βιολογίας βρίσκουμε μια τυπική εικόνα της μοριακής βιολογίας: τον πίνακα που συνοψίζει τον πρότυπο γενετικό κώδικα. Αυτός ο πίνακας αναφέρεται στο σύνολο των κανόνων με τους οποίους το κύτταρο “αποκωδικοποιεί” τις πληροφορίες που περιέχονται στο DNA και “τις μεταφράζει” στα αμινοξέα που συνθέτουν τις πρωτεΐνες. Για παράδειγμα, σε σχεδόν όλους τους οργανισμούς, το κωδικόνιο “AGA” λέει στον μηχανισμό μετάφρασης να προσθέσει το αμινοξύ ασπαραγίνη. Βέβαια, στο συνοδευτικό κείμενο αναφέρονται μερικές αποκλίσεις στον γενετικό κώδικα που χρησιμοποιούνται από διάφορους οργανισμούς. Δύο δημοσιεύματα όμως, ένα στο περιοδικό Molecular Biology and Evolution* και ένα στο περιοδικό Genome Biology and Evolution** υποδηλώνουν ότι ίσως έχουμε μόλις αρχίσει να καταγράφουμε τον αριθμό παραλλαγών που υπάρχουν στον γενετικό κώδικα όλων των ειδών.
Στο πρώτο επιστημονικό περιοδικό*, η ερευνητική ομάδα ανέλυσε τα μιτοχονδριακά γονιδιώματα 51 πράσινων φυκιών και επίγειων φυτικών ειδών, ενώ παράλληλα χρησιμοποίησε λογισμικό βιοπληροφορικής, που ονομάζεται CoreTracker (εντοπίζει τις διαφορές μεταξύ μιας αλληλουχίας DΝΑ και του αναμενόμενου αμινοξέος με βάση τα αμινοξέα που βρίσκονται συχνά σε αυτή τη θέση σε στενά συγγενικά είδη). Χρησιμοποιώντας αυτό το εργαλείο, οι ερευνητές αναγνώρισαν 14 νέα κωδικόνια με διαφορετικό νόημα, που συνεπάγονται την αντικατάσταση ενός αμινοξέος με ένα άλλο, η συντριπτική πλειοψηφία των οποίων βρέθηκε σε μια ομάδα φυκών που είναι γνωστά ως Sphaeropleales. Χάρις στη γονιδιωματική όχι μόνο αναγνωρίζονται αποκλίσεις από τον γενετικό κώδικα, αλλά προκύπτουν και ενδείξεις σχετικά με την ασυνήθιστη οργάνωση του γονιδιώματος ειδών.
Στο δεύτερο άρθρο** οι ερευνητές ξεκίνησαν συστηματική εξέταση για να βρουν πιθανές πρόσθετες περιπτώσεις οργανισμών με νέες παραλλαγές γενετικού κώδικα. Πράγματι, αναγνώρισαν μερικές ακόμα μεταβολές κωδικονίων στις Σφαγεοπρίουλες, λόγω του γεγονότος ότι μελέτησαν περισσότερα είδη της ταξινομικής ομάδας.
Συνολικά, τα ευρήματα και των δύο μελετών υπογραμμίζουν την ανάγκη για μια λεπτομερέστερη διερεύνηση των αποκλίσεων γενετικού κώδικα στο δέντρο της ζωής. Διαφορετικά, η χρήση ενός εσφαλμένου γενετικού κώδικα όταν συνάγονται πρωτεϊνικές αλληλουχίες από αλληλουχίες DΝΑ θα μπορούσε να οδηγήσει σε ανακρίβειες στις προβλεπόμενες πρωτεϊνικές αλληλουχίες που χρησιμοποιούνται τόσο για αναλύσεις φυλογενετικής όσο και στη μοριακή βιολογία.
Βιβλιογραφία. *Noutahi E., et al. (2019). Rapid genetic code evolution in green algalmitochondrial genomes. Mol. Biol. Evol. 36(4):766–783.
** David Žihala, Marek Eliáš. Evolution and unprecedented variants of the mitochondrial genetic code in a lineage of green algae. Genome Biology and Evolution, 11: 2992-300
