گسترش کدهای ژنتیکی در سلول های پستانداران

دانشمندان به منظور مطالعات بیولوژیکی روش جدیدی برای بسط دادن مجموعه ای از 20 اسید آمینه طبیعی در سلولهای پستانداران به وجود آوردند

کد خبر: ۱۴۰۵۳۱

که شامل نرونها و اسیدهای آمینه ای بود که به طور موفقیت آمیز در پروتئین های داخل سلولها قرار داده شده بود.
با توجه به چند کاربری این روش آنها توانستند با استفاده از اسید آمینه های مصنوعی مکانیسم و عملکرد دروازه های سلولی (کانال سلولی) (که حرکت یون پتاسیم را به داخل و خارج سلول عصبی تنظیم می کند) را مشخص کنند. در گذشته این نوع مهندسی اساسا محدود به باکتری ها و مخمرها بود و ترکیب کارآمد اسیدهای آمینه مصنوعی به داخل سلولهای پستانداران بسیار بحث برانگیز بود.
اما برای رسیدن به یک جواب معنی دار موضوعات بیومدیکال (زیست پزشکی) مربوط به سلولهای مدلهای جانوری مورد مطالعه قرار گرفت . کدهای ژنتیکی موجود در گیاهان ، جانوران و باکتری ها شامل 60 کودون Codon ،بیست اسید آمینه مختلف و 3سیگنال بازدارنده است.
توانایی گسترش این کدها و افزودن اسید آمینه های مصنوعی نه تنها توانایی و دقت محققان را افزایش می دهد، بلکه ابزار جدیدی برای بررسی سوالاتی که تاکنون بی جواب مانده اند را با روشهای معمول فراهم می کند. دانشمندان سعی کردند موتاژن های معمول را برای ایجاد موتاسیون (جهش) در کانال پتاسیم استفاده کنند، اما این روش جواب نداد و توانایی ترکیب اسید آمینه های حجیم در داخل سلولهای زنده پستانداران واقعا همه چیز را متفاوت خواهد کرد.
طی مطالعات تدریجی یکی از محققان روشی را برای جا دادن اسیدهای آمینه در باکتری ها فراهم کرد. روش او از عمل سلولها که بر ایجاد اسید آمینه های معمولی در پروتئین ها متکی است ، تقلید می کرد. طی فرآیند سنتز پروتئین ، اسید آمینه ها یکی یکی توسط مولکول هایی که tRNA نام دارند تولید شده و طبق دستورالعمل های شرح داده شده در کد ژنتیکی به منظور رشد زنجیره پروتئین اضافه می شوند تا به Stop, codon برسند.
محققان از میان تعداد زیادی از آنزیم های aminoacyl-tRNA یکی را که می توانست اسید آمینه مطلوب را به tRNA پیوند دهد، انتخاب کردند. هر لحظه که (Stop codon کدون بازدارنده) آشکار می شد، tRNA جدید می توانست وارد اسید آمینه مصنوعی شود، اما استفاده از این ترفند در سلولهای پستانداران کار را خیلی پیچیده می کرد.
انتقال ژنهای باکتریایی به داخل سلولهای پستانداران جوابگو نبود، به دلیل این که آنها در تولیدtRNA خودداری می کردند. هر چند بررسی تعداد زیادی از آنزیم های aminoacyl-tRNA در باکتری ها و مخمرها ساده است ، اما انجام آن در سلولهای پستانداران به همان روش ممکن نیست . با این حال دانشمندان حول این دو مانع بررسی های خود را انجام دادند. استفاده ازمخمرها در فرآیند انتخابی و سپس انتقال آنزیم به منظور استفاده در سلولهای پستانداران شاید یک ایده ساده به نظر برسد، اما اجزایی از آن گستره به لحاظ سنتزtRNA و عملکردش خیلی شبیه به هم رفتار می کنند.