קצת רקע מולקולרי - החומר  התורשתי, הלא הוא ה-DNA, מכיל את כל המידע הדרוש ליצירת חיים. המידע מוצפן בקוד הידוע בכינויו "הקוד הגנטי". ה-DNA בנוי מאבני בניין (נוקלאוטידים) שהרצפים שהם מרכיבים הינם בעלי תפקידים שונים: קידוד חלבונים, בקרה, יציבות מבנית וכדומה. באזורים המקודדים חלבונים, כל שלשה של נוקלאוטידים (מסומנים באותיות: G, A, C, T), יוצרת "קודון" המקודד חומצה אמינית מסוימת (ויש כאלה 20) שכאשר מורכבות ביחד יוצרות בסופו של דבר את החלבונים השונים. היות ויש 64 קודונים שונים (לפי מספר הצרופים האפשרי של ארבעה נוקלאוטידים בחזקת 3), התפתחה התאמה בין יותר מקודון אחד פר חומצה אמינית. שלושה קודונים מתפקדים כקודוני סיום שתפקידם לעצור את הרכבת שרשרת חומצות האמיניות (או החלבון).
חשוב לציין, שהמידע הגנטי מה-DNA אינו עובר ישירות לאתר ההרכבה של החלבונים (שהוא הריבוזום שאת מבנהו פיצחה בין היתר פרופ' עדה יונת). המולקולה המתווכת היא RNA שליח (mRNA), שהיא העתק של ה-DNA. ה-RNA דומה במבנהו ל-DNA, וגם הוא מכיל ארבעה נוקלאוטידים שמקבילים לנוקלאוטידים ב-DNA, אך במקום הנוקלאוטיד T, יש ב-RNA את הנוקלאוטיד U.
בתאים קיימת מערכת מורכבת של חלבונים ומולקולות RNA מסוגים שונים, שתפקידה לקרוא את הקוד ולבנות על-פיו את החלבון הנדרש. מולקולת המפתח להתאמה בין הקודון לחומצה האמינית היא מולקולת RNA מעביר (tRNA בקיצור), שמתאימה בין הרצף של הקוד גנטי לחומצה אמינית מתאימה המוטענת באמצעות אנזים ייחודי.
הקוד הגנטי התפתח לצורתו המוכרת היום, כנראה עוד לפני הפיצול בין שלוש העל-ממלכות (חיידקים, ארכאונים ואיקריוטים). כי בשלושתן הקוד זהה לחלוטין. קיימים מעט מאד חריגים מוכרים (קודונים לחומצה אמינית אחת שמקודדים לאחרת או קודוני סיום שמקודדים לחומצה אמינית), שכנראה התפתחו מאוחר יותר.
בקבוצה מסוימת של שמרים (פטריות חד-תאיות) יש חריגה מוכרת בקודון המקודד לחומצה אמינית. הקודון שמופיע ב-DNA כרצף CTG (ב-RNA כאמור זה CUG) שברוב היצורים האחרים מקודד לחומצה האמינית לאוצין, מקודד בחלק מהשמרים לחומצה האמינית סרין, ובאחרים לחומצה האמינית אלנין.
לאחרונה גילה צוות משולב של החוקרים סטפני מולהאוסן (Mühlhausen) ולורנס הרסט (Hurst) ממרכז מילנר לאבולוציה של אוניברסיטת Bath הבריטית ומרטין קולמר (Kollmar) ממכון מקס פלנק שבגרמניה, שבשמר מסויים מהקבוצה, Ascoidea asiatica, הקודון CUG מתורגם אקראית ללאוצין או סרין, תופעה שלא היתה מוכרת עד כה.
מחקר מעמיק יותר מצא שבפטריה הזו קיימים שני גנים שונים שמקודדים מולקולות של tRNA שמזהות את הקודון CUG. אחת מהן מתאימה לקודון את החומצה האמינית המקורית (לאוצין) ואילו השנייה מתאימה לקודון את החומצה האמינית סרין. כך שבעת הצורך לתרגם את הקודון CUG, הוא מתורגם באקראיות בהתאם ל-tRNA הזמין.
מבחינה ביוכימית, סרין ולאוצין שונות מאוד בגודלן ובתכונות נוספות (לדוגמה הידרופיליות לעומת הידרופוביות, בהתאמה). התמקמות של סרין במקום לאוצין ברצף החומצות האמיניות עלולה לשנות את המבנה המרחבי ולפגוע בפעילות של החלבון הנוצר. אז איך מתמודדת הפטרייה עם הבעייה שמציבים בפניה שני ה-tRNAs המקודדים לחומצה שונה על אותו הרצף? התברר שברוב המקומות הרלוונטיים הוחלף, כניראה כתוצאה ממוטציה אקראית שלוותה בברירה טבעית, הקוד המקורי CTG, באחד הקודונים האחרים המקודדים ללאוצין, ואם נשאר הקודון CTG במקום מסוים בחלבון כלשהו, זה כנראה מקום שהשינוי מלאוצין לסרין לא מפריע לחלבון לתפקד באופן תקין.
החוקרים, שמעריכים שהפטריה כבר חיה עם שני סוגי ה-tRNA כמאה מיליון שנים, תוהים איזה יתרון זה היקנה לפטריה, שאיפשר את הישרדות התופעה והתקבעותה באוכלוסייה, אם בכלל יש כזה.

המאמר המקורי