Ключевую роль в эволюции генетического кода сыграли так называемые флипоны - особые участки ДНК, способные образовывать вторичные структуры, отличные от классической двойной спирали. К такому выводу пришел научный консультант Международной лаборатории биоинформатики Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» (НИУ ВШЭ) Алан Герберт. Об открытии сообщило информационное агентство «ТАСС». 

«Открытие взаимодействий флипонов с аминокислотами в соответствии с таблицей современного генетического кода доказывает, что возникновение генетического кода - не случайность, а естественный результат эволюции. Природа ничего не изобретает с нуля, она придумывает новые механизмы из того, что доступно», - пояснила заведующая международной лабораторией биоинформатики НИУ ВШЭ Мария Попцова.

Ученые уже много лет изучают, как различные альтернативные формы устройства генома, в том числе флипоны и участки так называемой «зеркальной» ДНК, влияют на жизнедеятельность клеток. Недавно им удалось показать, что флипоны играют важную роль в работе ранее неизвестного механизма регуляции генов, а также уточнить их роль в развитии некоторых форм опухолей и наследственных заболеваний.

В своей новой работе Герберт раскрыл при помощи нейросети AlphaFold3 необычную связь между некоторыми флипонами, состоящими из повторяющихся последовательностей двух нуклеотидов – «букв» ДНК,  и примитивными пептидами, состоящими из двух разных аминокислот. Ему удалось раскрыть десятки примеров подобных взаимодействий между ДНК и пептидами, а также открыть реакции с участием ионов магния и цинка, которые способствуют удлинению этих цепочек нуклеотидов и аминокислот.

Как предполагает биоинформатик, на самых первых этапах эволюции подобные комбинации из флипонов и пептидов выступали в качестве так называемых тинкеров. Так ученые называют самовоспроизводящиеся структуры, в процессе самокопирования которых появлялись все более сложные и длинные цепочки ДНК и молекулы пептидов. Их эволюция постепенно привела к появлению генетического кода, в рамках которого каждая аминокислота связана с определенными наборами из трех «букв» ДНК.

Подготовил Роман БОНДАРЧУК, УзА.