Швидкість мутації молекул

Швидкість мутації молекул

Раніше вважалося, що найбільшою швидкістю появи нових мутацій володіють РНК-віруси, влаштовані куди більш складно, ніж віроїди, що не мають навіть білкової оболонки. Команді Сельми Гаго з іспанського Інституту молекулярної і клітинної біології рослин вдалося вперше оцінити швидкість появи мутацій в РНК послідовності віроїду Chrysanthemum chloroticmottle viroid (CChMVd), що представляє собою коротку молекулу РНК, що складається всього з 399


Для цього вчені заразили лабораторні рослини цим віроїдом і спостерігали за подальшим процесом появи нових копій патогена всередині інфікованих клітин - реплікацією. РНК CChMVd має ділянку з 15 нуклеотидів, що зберігається в незмінному вигляді від реплікації до реплікації, оскільки саме вона відповідає за процеси копіювання віроїдної РНК всередині рослинної клітини господаря.

Будь-які мутації в цій ділянці і прилеглих до неї фатальні для нових копій віроїдів, а тому кількість цих мутацій можна відстежити за співвідношенням віроїдів-мутантів, що утворилися на останній стадії реплікації всередині клітин рослини. Виявилося, що швидкість мутації - випадкової заміни одного нуклеотиду на інший в процесі реплікації - становить 0,0025 замін на нуклеотид на реплікацію. Тобто практично кожен акт копіювання віроїдної РНК CChMVd, що складається з 399 нуклеотидів, призводить до нової мутації, що виникає через помилки копіювання послідовності. Ця швидкість на два порядку перевершує швидкість появи мутацій у РНК-вірусів.

Через простоту пристрою віроїдів, такі помилки, що утворюються в ході гранично просто влаштованого акту розмноження, практично не позначаються на їх популяції в цілому. У той же самий час більш складні геноми, навіть такі порівняно прості, як вірусні, не кажучи вже про геноми багатоклітинних тварин і рослин при такій швидкості появи нових мутацій функціонувати б просто не змогли.

На думку авторів публікації, їхня робота є наочним свідченням того, що саме розвиток і ускладнення системи підвищення якості реплікації геному організмів багато в чому визначило швидкості і шляхи подальшого ускладнення форм життя на Землі.