Teadlased leiavad juhiseid rämps-DNA-st

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 16:03

Venemaa molekulaarbioloogid leidsid, et kromosoomide otstes olev rämps-DNA sisaldab juhiseid valgu sünteesimiseks, mis aitab rakkudel stressist mitte surra. Nende tulemusi tutvustati ajakirjas Nucleic Acids Research.

"See valk on huvitav, kuna seda leidub RNA-s, mida varem peeti mittekodeerivaks, üheks telomeraasi" abistajaks ". Avastasime, et sellel võib olla ka teine funktsioon, kui see ei asu raku tuumas, vaid tsütoplasmas. telomeraas võib tuua teadlased lähemale "nooruse eliksiiri" loomisele ja aidata võidelda vähi vastu," ütles Maria Rubtsova Lomonossovi Moskva Riiklikus Ülikoolist, kelle sõnu edastas ülikooli pressiteenistus.

Surematuse võti

Embrüo rakud ja embrüonaalsed tüvirakud on bioloogia seisukohalt praktiliselt surematud - nad võivad elada peaaegu lõputult adekvaatses keskkonnas ja jaguneda piiramatul arvul kordadel. Seevastu täiskasvanud inimese keha rakud kaotavad järk-järgult oma jagunemisvõime pärast 40-50 jagunemistsüklit, sisenedes vananemisfaasi, mis eeldatavasti vähendab vähki haigestumise võimalust.

Need erinevused on tingitud asjaolust, et iga "täiskasvanud" rakkude jagunemine viib nende kromosoomide pikkuse vähenemiseni, mille otsad on tähistatud spetsiaalsete korduvate segmentidega, nn telomeeridega. Kui telomeerid muutuvad liiga väikeseks, läheb rakk "pensionile" ja lakkab osalemast keha elus.

Seda ei juhtu kunagi embrüonaalsetes ja vähirakkudes, kuna nende telomeerid uuenevad ja pikenevad iga jagunemisega tänu spetsiaalsetele telomeraasi ensüümidele. Nende valkude kokkupanemise eest vastutavad geenid on täiskasvanud rakkudes välja lülitatud ja viimastel aastatel on teadlased aktiivselt mõelnud, kas inimese eluiga on võimalik pikendada nende sunniviisilise sisselülitamisega või telomeraaside kunstliku analoogi loomisega..

Rubtsova ja tema kolleegid on pikka aega uurinud, kuidas "looduslikud" telomeraasid inimestel ja teistel imetajatel toimivad. Hiljuti huvitas neid, miks tavalised keharakud, kus see valk ei tööta, millegipärast sünteesivad suurtes kogustes ühte oma assistenti, lühikest RNA molekuli nimega TERC.

Bioloog selgitab, et see umbes 450 "geneetilisest tähest koosnev jada" arvati varem olevat tavaline "rämps-DNA" tükk, mida telomeraas kopeerib ja lisab kromosoomide otstele. Sel põhjusel ei pööranud teadlased erilist tähelepanu TERC-i struktuurile ja selle genoomifragmendi võimalikele rollidele rakkude elus.

Varjatud assistent

Analüüsides selle RNA struktuuri inimese vähirakkudes, märkas Rubtsova töörühm, et selle sees on spetsiaalne nukleotiidjärjestus, mis tavaliselt tähistab valgu molekuli algust. Olles leidnud sellise kurioosse "tüki", kontrollisid bioloogid, kas teiste imetajate rakkudes on analooge.

Selgus, et need esinesid kasside, hobuste, hiirte ja paljude teiste loomade DNA-s ning nende selle fragmendi struktuur iga looma genoomis langes kokku umbes poole võrra. See viis geneetikud mõttele, et TERC-i sees ei leidunud mitte iidsete geenide mõttetud fragmendid, vaid täiesti "elav" valk.

Nad katsetasid seda ideed, lisades selle RNA täiendavad koopiad samade vähirakkude DNA-sse ja pannes need selliseid piirkondi aktiivsemalt lugema. Lisaks viisid teadlased läbi rea sarnaseid katseid E. coli-ga, mille genoomis puuduvad "klassikalised" kromosoomid ja telomeraasid.

Selgus, et telomeraasi RNA vastutas tegelikult spetsiaalsete valgumolekulide hTERP sünteesi eest, mis koosnes vaid 121 aminohappest. Selle suurenenud kontsentratsioon vähirakkudes ja mikroobides, nagu näitasid edasised katsed, kaitses neid erinevat tüüpi rakustressi eest, päästes nende elusid ülekuumenemise, toidupuuduse või toksiinide ilmnemise korral.

Selle põhjus, nagu Rubtsova ja tema kolleegid hiljem avastasid, oli see, et hTERP kiirendab valkude, RNA ja teiste molekulide "töötlemise" protsessi lüsosoomides, mis on raku peamised "põletajad". See kaitseb neid samaaegselt surma eest ning vähendab oluliselt mutatsioonide ja vähi tekkevõimalusi.

Edasised katsed aitavad geneetikute sõnul mõista, kuidas telomeraas ja hTERP omavahel suhtlevad ning kuidas saab nende abil luua omamoodi onkoloogia seisukohalt ohutut "nooruse eliksiiri".