Odkryto nowe funkcje niekodującego DNA!

Tomasz Domagała | 2013-08-06

Tagi: regulacja, białka, mRNA, DNA, introny, niekodujące DNA

Australijscy naukowcy donoszą, że tak zwane „śmieciowe DNA”, stanowiące 97% ludzkiego genomu, nie jest wcale śmieciowe. Okazuje się, że pełni ono istotną rolę w kontrolowaniu procesu rozwoju komórek.

 

 

Mianem „śmieciowego DNA”, lub precyzyjniej sekwencjami niekodującego DNA, określa się te fragmenty materiału genetycznego, które nie odpowiadają za kodowanie sekwencji białkowych. Introny, czyli fragmenty niekodującego DNA, które znajdują się wewnątrz sekwencji genu kodującego białko, znalazły się pod lupą naukowców z Sydney. Badacze twierdzą, że udało im się odkryć nieznany wcześniej mechanizm regulacji aktywności genów i w ten sposób znacznie przyczynić się do poszerzenia zasobów wiedzy na temat sposobów rozwoju komórek. Wskazują również na nowe potencjalne możliwości terapii.

Korzystając z technik sekwencjonowania genów oraz zaawansowanych analiz komputerowych, dr John Rasko wraz ze swoimi współpracownikami z Centenary Institute of Cancer Medicine and Cell Biology pokazał jak poszczególne białe krwinki wykorzystują niekodujące DNA do regulowania aktywności grupy genów odpowiedzialnych za ich kształt i funkcję. Swoje odkrycie naukowcy opublikowali w czasopiśmie Cell.

Podczas normalnego procesu wytwarzania białka na bazie DNA, musi powstać cząsteczka mRNA, która stanowi matrycę na podstawie której rybosomy są w stanie wyprodukować cząsteczkę białka. Cząsteczki mRNA muszą jednak zostać poddane obróbce zanim dotrą do rybosomu. Zazwyczaj na tym etapie wszystkie znajdujące się w mRNA sekwencje intronów są wycinane, dzięki czemu możliwe jest określenie ostatecznej sekwencji funkcjonalnego białka. Wiele z intronów zawiera kodon Stop, który, jeśli pozostawiony, zatrzymuje budowę białka. Zatem zachowanie takiego intronu może stymulować odpowiednie mechanizmy komórkowe do zniszczenia cząsteczki mRNA, która go zawiera.

Za pomocą odpowiedniego oprogramowania komputerowego i posiadając sekwencje cząsteczek mRNA, naukowcy byli w stanie posegregować je na te zawierające introny i na te ich pozbawione. Okazało się, że mRNA kilkudziesięciu genów zaangażowanych w funkcje białych krwinek były podatne na zachowywanie intronów z kodonem Stop, a co za tym idzie na degradację. To z kolei powodowało, że odpowiednie białka nie były produkowane. Zaobserwowane zjawisko było związane z poziomami enzymów odpowiedzialnych za usuwanie intronów z mRNA. Badacze doszli więc do wniosku, że zachowywanie intronów w cząsteczkach mRNA jest skutecznym sposobem, w jaki komórka może kontrolować ekspresję poszczególnych genów. Stwierdzili również, że ta metoda zużywa mniej energii niż inne sposoby na kontrolowanie aktywności genów. Ten wcześniej nieznany mechanizm może mieć związek z przyczynami niektórych chorób. Może również stanowić nowy cel terapii opracowywanych w przyszłości.

Żródła - kliknij, aby zwinąć

John E.J. Rasko, Orchestrated Intron Retention Regulates Normal Granulocyte Differentiation, Cell

www.genengnews.com

www.centenary.org.au