Znanstveniki najdejo navodila v neželeni DNK

2024 Avtor: Seth Attwood | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-16 16:16

Ruski molekularni biologi so ugotovili, da odpadna DNK na koncih kromosomov vsebuje navodila za sintezo beljakovine, ki pomaga celicam, da ne umrejo zaradi stresa. Njihove ugotovitve so bile predstavljene v reviji Nucleic Acids Research.

"Ta protein je zanimiv, ker ga najdemo v RNA, ki je prej veljala za nekodirajočo, eno od" pomočnikov "telomeraze. Odkrili smo, da ima lahko še eno funkcijo, če ni v celičnem jedru, ampak v njeni citoplazmi. "Telomeraza lahko znanstvenike približa ustvarjanju "eliksirja mladosti" in pomaga v boju proti raku," je dejala Maria Rubtsova z Moskovske državne univerze Lomonosov, katere besede poroča tiskovna služba univerze.

Ključ do nesmrtnosti

Celice zarodka in embrionalne matične celice so z biološkega vidika tako rekoč nesmrtne - v ustreznem okolju lahko živijo skoraj neomejeno in se delijo neomejeno število krat. Nasprotno pa celice v telesu odrasle osebe po 40-50 delitvenih ciklih postopoma izgubljajo sposobnost delitve in vstopijo v fazo staranja, kar verjetno zmanjša možnosti za nastanek raka.

Te razlike so posledica dejstva, da vsaka delitev "odraslih" celic vodi do zmanjšanja dolžine njihovih kromosomov, katerih konci so označeni s posebnimi ponavljajočimi se segmenti, tako imenovanimi telomeri. Ko telomeri postanejo premajhni, se celica "upokoji" in preneha sodelovati v življenju telesa.

To se v embrionalnih in rakavih celicah nikoli ne zgodi, saj se njihove telomeri z vsako delitvijo obnavljajo in podaljšujejo zaradi posebnih encimov telomeraze. Geni, ki so odgovorni za sestavljanje teh beljakovin, so v odraslih celicah izklopljeni, v zadnjih letih pa znanstveniki aktivno razmišljajo o tem, ali je mogoče človeku podaljšati življenje s prisilnim vklopom ali ustvarjanjem umetnega analoga telomeraze..

Rubtsova in njeni sodelavci že dolgo preučujejo, kako delujejo "naravne" telomeraze pri ljudeh in drugih sesalcih. Pred kratkim jih je zanimalo, zakaj navadne celice v telesu, kjer ta beljakovina ne deluje, iz nekega razloga sintetizirajo velike količine enega od svojih pomočnikov, kratke molekule RNA, imenovane TERC.

To zaporedje približno 450 "genetskih črk", pojasnjuje biolog, je prej veljalo za običajen del "neželene DNK", ki jo telomeraza kopira in dodaja koncem kromosomov. Zaradi tega znanstveniki niso posvečali veliko pozornosti strukturi TERC in možni vlogi tega fragmenta genoma v življenju celic.

Skrit pomočnik

Pri analizi strukture te RNA v človeških rakavih celicah je ekipa Rubcove opazila, da je znotraj nje posebno zaporedje nukleotidov, ki običajno označuje začetek proteinske molekule. Ko so biologi našli tako radoveden "kos", so preverili, ali obstajajo analogi v celicah drugih sesalcev.

Izkazalo se je, da so prisotni v DNK mačk, konjev, miši in mnogih drugih živali, njihova struktura tega fragmenta v genomu vsake od teh živali pa je približno polovica sovpadala. To je genetike pripeljalo do ideje, da znotraj TERC niso nesmiselni fragmenti starodavnih genov, ampak popolnoma "živa" beljakovina.

To idejo so preizkusili tako, da so v DNK istih rakavih celic vstavili dodatne kopije te RNA in jih tako bolj aktivno brali takšne regije. Poleg tega so znanstveniki izvedli vrsto podobnih poskusov na E. coli, v genomu katere ni "klasičnih" kromosomov in telomeraz.

Izkazalo se je, da je telomerazna RNA dejansko odgovorna za sintezo posebnih beljakovinskih molekul, hTERP, ki je sestavljena iz le 121 aminokislin. Njegova povečana koncentracija v rakavih celicah in mikrobih jih je, kot so pokazali nadaljnji poskusi, zaščitila pred različnimi vrstami celičnega stresa in jim rešila življenja v primeru pregrevanja, pomanjkanja hrane ali pojava toksinov.

Razlog za to je, kot so kasneje ugotovili Rubtsova in njeni sodelavci, ta, da hTERP pospešuje proces "obdelave" ostankov beljakovin, RNA in drugih molekul v lizosomih, glavnih "sežigalnicah" celice. To jih hkrati ščiti pred smrtjo in bistveno zmanjša možnosti za mutacije in razvoj raka.

Nadaljnji poskusi nam bodo po mnenju genetikov pomagali razumeti, kako telomeraza in hTERP medsebojno delujeta in kako ju lahko uporabimo za ustvarjanje nekakšnega "eliksirja mladosti", ki je varen z vidika onkologije.