Para saintis menemui arahan dalam DNA sampah

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-16 16:12

Ahli biologi molekul Rusia telah mendapati bahawa DNA sampah di hujung kromosom mengandungi arahan untuk mensintesis protein yang membantu sel tidak mati akibat tekanan. Penemuan mereka dibentangkan dalam jurnal Penyelidikan Asid Nukleik.

"Protein ini menarik kerana ia ditemui dalam RNA, yang sebelum ini dianggap bukan pengekodan, salah satu" pembantu "telomerase. Kami mendapati bahawa ia boleh mempunyai fungsi lain jika ia bukan dalam nukleus sel, tetapi dalam sitoplasmanya. telomerase boleh membawa saintis lebih dekat dengan penciptaan "elixir of youth" dan membantu dalam memerangi kanser, "kata Maria Rubtsova dari Lomonosov Moscow State University, yang kata-katanya dilaporkan oleh perkhidmatan akhbar universiti.

Kunci kepada keabadian

Sel-sel embrio dan sel stem embrio adalah hampir abadi dari sudut pandangan biologi - mereka boleh hidup hampir selama-lamanya dalam persekitaran yang mencukupi, dan membahagikan bilangan kali yang tidak terhad. Sebaliknya, sel-sel dalam badan orang dewasa secara beransur-ansur kehilangan keupayaan mereka untuk membahagikan selepas 40-50 kitaran bahagian, memasuki fasa penuaan, yang mungkin mengurangkan peluang untuk mengembangkan kanser.

Perbezaan ini disebabkan oleh fakta bahawa setiap pembahagian sel "dewasa" membawa kepada pengurangan panjang kromosom mereka, yang hujungnya ditandai dengan segmen berulang khas, yang dipanggil telomer. Apabila telomer menjadi terlalu kecil, sel "bersara" dan berhenti mengambil bahagian dalam kehidupan badan.

Ini tidak pernah berlaku dalam sel embrio dan kanser, kerana telomer mereka diperbaharui dan dipanjangkan dengan setiap bahagian disebabkan oleh enzim telomerase khas. Gen yang bertanggungjawab untuk pemasangan protein ini dimatikan dalam sel dewasa, dan dalam beberapa tahun kebelakangan ini, saintis secara aktif memikirkan sama ada mungkin untuk memanjangkan hayat seseorang dengan menghidupkannya secara paksa atau mencipta analog tiruan telomerase..

Rubtsova dan rakan-rakannya telah lama mengkaji bagaimana telomerase "semula jadi" pada manusia dan mamalia lain berfungsi. Baru-baru ini, mereka berminat mengapa sel-sel biasa dalam badan, di mana protein ini tidak berfungsi, atas sebab tertentu mensintesis kuantiti besar salah satu pembantunya, molekul RNA pendek yang dipanggil TERC.

Urutan kira-kira 450 "huruf genetik", ahli biologi menjelaskan, sebelum ini dianggap sebagai sekeping biasa "DNA sampah" yang disalin oleh telomerase dan ditambah pada hujung kromosom. Atas sebab ini, saintis tidak banyak memberi perhatian kepada struktur TERC dan kemungkinan peranan serpihan genom ini dalam kehidupan sel.

Pembantu tersembunyi

Menganalisis struktur RNA ini dalam sel kanser manusia, pasukan Rubtsova mendapati terdapat urutan nukleotida khas di dalamnya, yang biasanya menandakan permulaan molekul protein. Setelah menemui "sekeping" yang ingin tahu, ahli biologi memeriksa sama ada terdapat analog dalam sel mamalia lain.

Ternyata mereka hadir dalam DNA kucing, kuda, tikus dan banyak haiwan lain, dan struktur serpihan ini dalam genom setiap haiwan ini bertepatan dengan kira-kira separuh. Ini membawa ahli genetik kepada idea bahawa di dalam TERC tidak ada serpihan gen purba yang tidak bermakna, tetapi protein "hidup" sepenuhnya.

Mereka menguji idea ini dengan memasukkan salinan tambahan RNA ini ke dalam DNA sel kanser yang sama dan menjadikan mereka lebih aktif membaca kawasan tersebut. Selain itu, saintis menjalankan satu siri eksperimen serupa ke atas E. coli, yang genomnya tidak mempunyai kromosom dan telomerase "klasik".

Ternyata RNA telomerase sebenarnya bertanggungjawab untuk sintesis molekul protein khas, hTERP, yang hanya terdiri daripada 121 asid amino. Kepekatannya yang meningkat dalam sel-sel kanser dan mikrob, seperti yang ditunjukkan oleh eksperimen lanjut, melindungi mereka daripada pelbagai jenis tekanan selular, menyelamatkan nyawa mereka sekiranya berlaku terlalu panas, kekurangan makanan atau penampilan toksin.

Sebabnya, seperti yang diketahui oleh Rubtsova dan rakan-rakannya kemudian, adalah bahawa hTERP mempercepatkan proses "memproses" sisa protein, RNA dan molekul lain dalam lisosom, "insinerator" utama sel. Ini secara serentak melindungi mereka daripada kematian dan dengan ketara mengurangkan kemungkinan mutasi dan perkembangan kanser.

Eksperimen lanjut, menurut ahli genetik, akan membantu kita memahami bagaimana telomerase dan hTERP berinteraksi antara satu sama lain, dan bagaimana ia boleh digunakan untuk mencipta sejenis "elixir of youth" yang selamat dari sudut pandangan onkologi.