Genske napake, zaradi katerih se nekateri geni izrazijo, drugi pa ne, vodijo v stanja, s katerimi brez težav živimo vse življenje, pa tudi v hude bolezni. Izrazijo se kmalu po rojstvu (in tudi pred njim) ali pa šele po letih, desetletjih. Ampak – zakaj je temu tako? Kaj določa, kaj iz večmilijonske genske knjižnice bo naše telo vzelo in česa ne? Nova študija, objavljena v strokovni reviji Nucleic Acids Research, zapleteni mozaik regulacije genov dopolnjuje z novimi, morda celo prelomnimi, spoznanji.
Raziskovalcem univerze Arizona State je uspel pomemben korak naprej pri razumevanju regulacije genov v živih organizmih. V študiji so se osredotočili na 3’UTR (tim. neprepisane dele RNK), preučili njihove ključne regije in ugotovili, kako sodelujejo pri regulaciji genov. Izdelali so tudi njihov »zemljevid« – ki predstavlja novo orodje za preučevanje, kako se posamezni geni vklapljajo in izklapljajo in omogoča tudi vpogled v to, kako sporočilna RNK (mRNK) vpliva na aktivnost genov.
Regulacija izražanja genov ključna za prilagajanje okolju
Geni so deli DNK, ki dajejo navodila za izdelavo beljakovin, ključnih za izgradnjo in obnavljanje celic in tkiv. Prav tako pospešujejo kemične reakcije in ščitijo telo pred patogeni (škodljivimi mikroorganizmi). Za to potrebujejo vmesno molekulo RNK: DNK se najprej prekopira v RNK, ki deluje kot most med predlogo DNK in nastalimi proteini. Čeprav je naš DNK fiksen od rojstva, RNK zagotavlja telesu ogromno prožnosti z uravnavanjem izražanja genov. Ko so genetska navodila prepisana iz DNK v RNK, lahko nekateri njeni segmenti – gre za 3’UTR – uravnavajo gene in določajo, kdaj in katere beljakovine bo telo sintetiziralo in katere ne.
3’UTR so deli RNK, ki se nahajajo na koncu molekule sporočilne molekule RNK (mRNK). Pomagajo nadzorovati, kako in kdaj nastanejo posamezne beljakovine. Ta regulacija omogoča dinamične odzive na okoljske spremembe in omogočajo individualizirano proizvodnjo beljakovin – kar je bistveno za prilagajanje okolju in različnim fiziološkim potrebam.
Vloga nekodirajočih delov mRNK
Še do pred kratkim so nekodirajoči deli sporočilne RNK (kot je na primer 3’UTR9), veljali za nebistvene genetske fragmente (zaradi tega, ker same ne kodirajo beljakovin). Vendar nedavne raziskave razkrivajo, da so ključnega pomena za spreminjanje »obnašanja« genov ter vplivajo na stabilnost, lokalizacijo in učinkovitost pretvorbe zaporedij aminokislin. Poleg tega vsebujejo vezavna mesta za druge elemente, odgovorne za regulacijo beljakovin, vključno z mRNK. Izkazalo se je tudi, da je proces preklapljanja med različnimi 3’UTR manj pogost, kot so domnevali prej – kar do neke mere izpodbija prejšnja prepričanja in poudarja kompleksnost regulacije genov. Študija tudi prvič doslej prinaša podroben »zemljevid« 3’UTR in ter tako ponuja nove vpoglede, ki bi lahko vodili do boljših zdravljenj in terapij.
Vir: Emma Murari E, Dalton Meadows D, Nicholas Cuda N, Marco Mangone M. A comprehensive analysis of 3′UTRs in Caenorhabditis elegans. Nucleic Acids Research. July 2024. https://doi.org/10.1093/nar/gkae543
