Η νέα ανακάλυψη δείχνει ότι τα ανθρώπινα κύτταρα μπορούν να εγγράψουν αλληλουχίες RNA στο DNA

CCO Public Domain
Τα κύτταρα περιέχουν μηχανισμούς που αντιγράφουν το DNA σε ένα νέο σετ που πηγαίνει σε ένα νέο σχηματισμένο κύτταρο. Αυτή η ίδια κατηγορία μηχανισμών, που ονομάζονται πολυμεράσες, δημιουργεί επίσης μηνύματα RNA, τα οποία είναι σαν σημειώσεις που αντιγράφονται από το κεντρικό αποθετήριο DNA των συνταγών, ώστε να μπορούν να διαβαστούν πιο αποτελεσματικά σε πρωτεΐνες, (να κατασκευαστούν πρωτείνες).Ωστόσο, οι πολυμεράσες θεωρούνταν ότι λειτουργούν μόνο προς μία κατεύθυνση DNA σε DNA ή RNA. Αυτό αποτρέπει την επανεγγραφή μηνυμάτων RNA στο κύριο βιβλίο συνταγών του γονιδιωματικού DNA. Τώρα, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Thomas Jefferson παρέχουν τις πρώτες ενδείξεις ότι τα τμήματα RNA μπορούν να εγγραφούν πίσω στο DNA, το οποίο ενδεχομένως προκαλεί το κεντρικό δόγμα στη βιολογία και θα μπορούσε να έχει ευρείες επιπτώσεις σε πολλά πεδία της βιολογίας.

«Αυτή η εργασία ανοίγει την πόρτα σε πολλές άλλες μελέτες που θα μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε τη σημασία της ύπαρξης ενός μηχανισμού για τη μετατροπή των μηνυμάτων RNA σε DNA στα δικά μας κύτταρα», λέει ο Richard Pomerantz, Ph.D., αναπληρωτής καθηγητής βιοχημείας και μοριακής βιολογίας στο Πανεπιστήμιο Thomas Jefferson. 

«Η πραγματικότητα ότι μια ανθρώπινη πολυμεράση μπορεί να το κάνει αυτό με υψηλή απόδοση, εγείρει πολλά ερωτήματα». 

Για παράδειγμα, αυτό το εύρημα υποδηλώνει ότι τα μηνύματα RNA μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πρότυπα για την επιδιόρθωση ή την επανεγγραφή γονιδιωματικού DNA.

Αυτή η εργασία δημοσιεύθηκε στις 11 Ιουνίου στο περιοδικό Science Advances.

Μαζί με τον πρώτο συγγραφέα Gurushankar Chandramouly και άλλους συνεργάτες, η ομάδα του Δρ Pomerantz ξεκίνησε διερευνώντας μια πολύ ασυνήθιστη πολυμεράση, που ονομάζεται πολυμεράση θήτα. 

Από τις 14 πολυμεράσες DNA σε κύτταρα θηλαστικών, μόνο τρεις κάνουν το μεγαλύτερο μέρος της εργασίας της αναπαραγωγής ολόκληρου του γονιδιώματος για να προετοιμαστούν για την κυτταρική διαίρεση. Οι υπόλοιπες 11 ασχολούνται κυρίως με την ανίχνευση και την επισκευή όταν υπάρχει ρήγμα ή σφάλμα στους κλώνους του DNA. 

Η πολυμεράση theta επιδιορθώνει το DNA, αλλά είναι πολύ επιρρεπής σε σφάλματα και κάνει πολλά σφάλματα ή μεταλλάξεις. 

Οι ερευνητές παρατήρησαν λοιπόν ότι μερικές από τις «κακές» ιδιότητες της πολυμεράσης θήτα ήταν αυτές που μοιράζονταν με εναν άλλο κυτταρικό μηχανισμό, αν και πιο συχνό στους ιούς – την αντίστροφη μεταγραφάση. Όπως το Pol theta, η αντίστροφη μεταγραφάση HIV δρα ως πολυμεράση DNA, αλλά μπορεί επίσης να δεσμεύσει το RNA και να εγγράψει το RNA πίσω σε ένα κλώνο DNA.

Σε μια σειρά εκλεπτυσμένων πειραμάτων, οι ερευνητές δοκίμασαν την πολυμεράση θήτα έναντι της αντίστροφης μεταγραφάσης από τον ιό HIV, η οποία είναι μια από τις καλύτερες μελέτες του είδους της. Έδειξαν ότι η πολυμεράση θήτα ήταν ικανή να μετατρέψει τα μηνύματα RNA σε DNA, το οποίο έκανε τόσο καλά όσο και η αντίστροφη μεταγραφάση του HIV, και ότι στην πραγματικότητα έκανε καλύτερη δουλειά από ό, τι κατά την αντιγραφή του DNA στο DNA. 

Η πολυμεράση θήτα ήταν πιο αποτελεσματική και εισήγαγε λιγότερα σφάλματα κατά τη χρήση ενός προτύπου RNA για την εγγραφή νέων μηνυμάτων στο DNA, από ό, τι κατά την αντιγραφή του DNA στο DNA, υποδηλώνοντας ότι αυτή η λειτουργία θα μπορούσε να είναι ο πρωταρχικός σκοπός της στο κύτταρο.

Η ομάδα συνεργάστηκε με το εργαστήριο του Dr. Xiaojiang S. Chen στο USC και χρησιμοποίησε κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ για να καθορίσει τη δομή και διαπίστωσε ότι αυτό το μόριο ήταν σε θέση να αλλάξει σχήμα προκειμένου να φιλοξενήσει το πιο ογκώδες μόριο RNA – ένα μοναδικό επίτευγμα μεταξύ των πολυμερασών.

«Η έρευνά μας δείχνει ότι η κύρια λειτουργία της πολυμεράσης θήτα είναι να λειτουργεί ως αντίστροφη μεταγραφάση», λέει ο Δρ Pomerantz. 

«Σε υγιή κύτταρα, ο σκοπός αυτού του μορίου μπορεί να είναι η επισκευή του DNA που προκαλείται από RNA. 

Σε μη υγιή κύτταρα, όπως τα καρκινικά κύτταρα , η πολυμεράση θήτα εκφράζεται ιδιαίτερα και προάγει την ανάπτυξη καρκινικών κυττάρων και την αντίσταση στα φάρμακα. Θα είναι συναρπαστικό να κατανοήσουμε περαιτέρω τον τρόπο που η δραστικότητα της πολυμεράσης θήτα στο RNA συμβάλλει στην επιδιόρθωση του DNA και στον πολλαπλασιασμό των καρκινικών κυττάρων. «

πηγή

https://halithheia.blogspot.com/2021/06/rna-dna.html

www.nikosxeiladakis.gr

Αξιολογήστε Το

Facebooktwitterlinkedinmail
Loading...

Μπορεί να σας αρέσει...

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *