Človeške celice tudi dele tujega genomoma zapišejo v svoj DNK

Znano je, da bakterije del tuje RNK (na primer virusa, ki jo napade) zapišejo v svoj DNK. Novo odkritje pa kaže, da enako počnejo tudi celice sesalcev – torej tudi človeka.

Materinske celice podvajajo DNK v nov niz, ki gre v novonastalo hčerinsko celico. Ključno vlogo pri tem igrajo polimeraze. Foto: Bigstock

V odkritju, ki je zamajalo dolgotrajno dogmo v biologiji in genetiki, so raziskovalci potrdili, da lahko celice sesalcev pretvorijo sekvence tuje RNK nazaj v DNK – kar je pojav, ki so ga doslej opazovali predvsem pri virusih in bakterijah.

Polimeraze ključne za rast in obnavljanje celic

Materinske celice podvajajo DNK v nov niz, ki gre v novonastalo hčerinsko celico. Ključno vlogo pri tem igrajo polimeraze. Gre za encime, ki so po zgradbi proteini. Poznamo več polimeraz, običajno jih poimenujemo tako, da besedi polimeraza dodamo rimsko številko ali grško črko (npr. polimeraza I, polimeraza α…).Sodelujejo pri podvojevanju RNA in DNA v procesu replikacije in transkripcije. Polimeraze so življenjsko pomembni encimi, saj bi bila rast in obnavljanje celic brez njih nemogoča. Kofaktorji pri polimerazah so kovinski ioni. Polimeraze danes uporabljajo v laboratorijih, kjer z njihovo pomočjo lahko iz ene celice vzgojijo več celic, tako da se te podvojujejo (PCR tehnika). Reverzna transkriptaza sodi med polimeraze, njena posebnost je da lahko dele RNK prepiše v DNK. Ta proces uporabljajo retrovirusi, ki imajo RNK, reverzna transkriptaza pa ga prepiše v DNK gostiteljske celice. (Vir: http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Polimeraze)

RNK tehnika – način za ponovno pisanje genoma?

Do sedaj je veljalo, da polimeraze delujejo le v eno smer. To naj bi preprečevalo, da bi se »sporočila«, ki jih nosi (tuja) RNK, ponovno zapisala v genom. Zdaj pa so raziskovalci Univerze Thomas Jefferson ponudili prve dokaze, da celice sesalcev segmente RNK lahko zapišejo nazaj v DNK – kar ima lahko velike posledice. “Odkritje odpira vrata številnim drugim raziskavam, ki nam bodo pomagale razumeti pomen mehanizma za pretvorbo sporočil RNK v DNK v naših lastnih celicah,” pravi Richard Pomerantz, izredni profesor biokemije in molekularne biologije na Univerzi Thomas Jefferson, in nadaljuje: “Dejstvo, da lahko polimeraze to storijo z visoko učinkovitostjo, ponuja številne možnosti – na primer, da bi RNK uporabili kot predlogo za popravilo DNK ali koz način za ponovno pisanje le-tega.«

Polimeraza theta popravlja DNK

Vse skupaj se je začelo s preučevanjem polimeraza theta. Od 14 DNK polimeraz v celicah sesalcev le tri opravijo večino dela s podvajanjem celotnega genoma. Preostalih 11 večinoma sodeluje pri odkrivanju in popravilu, kadar pride do napak v verigah DNK. Polimeraza theta popravi DNK, vendar je tudi sama zelo nagnjena k napakam – ki imajo za posledico mutacije genskega zapisa. Raziskovalci so nato opazili, da se nekatere “slabe” lastnosti polimeraze theta podvajajo s še enim »orodjem«, sicer pogostejšim pri virusih – encimom, poimenovanim reverzna transkriptaza. Obe molekuli ( tako polimeraza theta kot reverzna transkriptaza) lahko delujeta kot »klasični« DNK polimerazi, lahko pa tudi vežeta RNA in jo preneseta nazaj v DNK. Sledila je serija eksperimentov, v katerih so na virusu HIV testirali delovanje polimeraze theta in jo primerjali z delovanjem reverzne transkriptaze. Za virus HIV so se odločili, ker gre za enega od najbolj raziskanih virusov sploh. Izkazalo se je, da je polimeraza theta sposobna pretvoriti sporočila RNA v DNA bolj učinkovito in z manj napak kot reverzna transkriptaza – kar kaže na to, da bi bila ta funkcija lahko njen glavni namen v celici.

“Naše raziskave kažejo, da je glavna naloga polimeraze theta, da deluje enako kot reverzna transkriptaza,” pravi dr. Pomerantz. “V zdravih celicah je namen te molekule popravilo DNK (tudi potem, ko se vanjo vsilijo tuje genske sekvence). Vendar je polimeraza theta zelo izražena tudi v rakavih celicah – kjer, kot kaže, spodbuja njihovo rast in poveča odpornost na zdravila.”

Izvirni znanstveni članek s celotno raziskavo najdete TUKAJ.

PUSTITE KOMENTAR

Prosimo vpišite svoj komentar!
Prosimo vpišite svoje ime tukaj