„Špinavé triky“ RNA  
Skandální odhalení o okolnostech defraudace písmen genetického kódu kyselinou ribonukleovou.<br />
Na stopě krajně nespolehlivého poslíčka.

Opájíme se čtením písmen vlastní dědičné informace i dědičné informace mnoha pozemských tvorů. Pyšníme se tím, že víme se spolehlivostí 99,999%, kde které písmeno v lidské dědičné informaci leží. Přitom naše buňky jsou za určitých okolností s to číst písmeno genetického kódu představované bazí  thymin (T) jako písmeno C – tedy bazi cytosin. Můžou za to změny v RNA, jež  jsou překvapivě časté. Skandální odhalení o okolnostech defraudace písmen genetického kódu kyselinou ribonukleovou přináší poslední PLoS Biology.

Když vám někdo prodá luxusní dovolenou v pětihvězdičkovém hotelu na dohled od mořské pláže a na místě se ukáže, že bydlíte v kurníku zastrčeném za městskou skládkou odpadků, je to důvod k žalobě. Naše DNA by se musela usoudit. Představte si, že buňce nabídne písmeno T svého genetického kódu a buňka podle něj zařadí do příslušné molekuly RNA písmeno A. Až potud je vše pořádku – asi jako když si vy v podvodné cestovce vyberete zájezd a vypláznete za něj úspory za posledních pět let. A teď se podívejme na to neviňátko RNA. V učebnicích si stále ještě udržuje pověst poněkud natvrdlého, ale snad právě proto tak spolehlivého poslíčka, který doručí zprávu z DNA na ribozom, kde se pak vyrobí příslušná bílkovina. Jenže RNA už byla v genetických laboratořích mnohokrát přistižena při krajně pochybných transakcích. Ponechme stranou fakt, že pravidelně vystřihává ze své molekuly celé úseky, které ponechá v jádru buňky (tzv. introny) a do cytoplasmy s ribozomy vklouzne jen s vybranými částmi (tzv. exony). Nezabývejme se ani skutečností, že s těmito vystřiženými kousky navíc veksluje a sestavuje je různým způsobem, takže podle jednoho genu nakonec může vzniknout více bílkovin. Podobá se poslíčkovi, který přenášenou zprávu roztrhá na kousíčky a pak z vybraných kousků slepí zprávu novou. Z ústředí jádra vyrazí s plánkem na automobil, do výrobní haly (ribozomu) dorazí s návodem na výrobu ventilátorku jindy zase tentýž výkres „přestaví“ na plánek jízdního kola.


 

Nedávno byl poslíček RNA dokonce přistižen při přepisování doručovaných zpráv. A uznejte, to už je vrchol! Používá „gumu“ v podobě enzymu deaminázy, kterou odebírá z písmene A (adeninu) chemickou skupinu NH2. Tím změní písmeno A na I (inosin). Je ostudné, že zneužívá silné krátkozrakosti ribozomu, který čte písmeno I jako G a podle toho se také pak chová při syntéze bílkoviny. Často zařadí do jejího řetězce úplně jinou aminokyselinu, než jaká byla bílkovině přiřčena genem.


Nejnovější výzkum naznačuje, že poslíček RNA provádí své přepisovací „špinavé triky“ přednostně v tzv. Alu sekvencích. To jsou místa čítající asi 300 písmen genetického kódu, kde se opakuje sekvence obsahující čtveřici písmen AGCT. V našem genomu se nachází asi 1,4 milionu Alu sekvencí a ty celkem tvoří 10% celého genomu (20 tisíc genů z něj zabírá jen 1,5%). Většina Alu sekvencí se nachází mimo geny v tzv. zbytečné DNA, již považujeme za zbytečnou zřejmě jen proto, že jsem ještě nepřišli na to, k čemu je dobrá. Nezanedbatelné množství Alu sekvencí se ale nachází v genech. Typický gen jich obsahuje od jedné do dvanácti. Většina z nich leží v částech, které poslíček RNA svými nůžkami vystřihává a ponechává v jádru buňky. Najdou se ale Alu sekvence, které se dostanou i do exonů a nakonec se podle nich syntetizuje příslušný úsek bílkoviny. Tyto případy nejsou nijak vzácné. Pravděpodobnost, že určitá molekuly RNA projde přepisem písmene genetického kódu se odhaduje na 85 až 95%.


Přepis písmen RNA může mít dalekosáhlé následky i v případě, že se odehraje v intronu (odstřižku, který zůstává v jádru). Ten se může přepsáním písmene změnit na exon a úsek  původně určený k setrvání v jádře se rázem stane součástí předlohy, podle které ribozom vyrobí bílkovinu. RNA zvládá i triky opačné – změnu exonu na intron. To znamená, že úsek RNA původně předurčený k vycestování z jádra dostane domácí vězení a zůstává sedět v buněčném jádru. Podle jednoho a téhož genu tak může být zásluhou RNA vyráběn v závislosti na čase (embryonální vývoj, dospělost, rakovinné bujení)  nebo v závislosti  na místě konání (játrech, svalu či mozku) jiný protein.


Ale může být ještě hůř- Alu sekvence si často libují v randění v párech  - v DNA sedí dvě vedle sebe oddělené jen krátkou sekvencí „cizích“ písmen a přitom jsou uspořádány tak, aby byly jedna zrcadlovým obrazem druhé. Když jsou vystřiženy jako intron, vytvoří to, čemu genetici říkají vlásenka. Alu sekvence se k sobě přiloží a vytvoří dvojitou šroubovici RNA a mezi ně vložená písmenka je na konci spojí jakousi kličkou. Tahle „dvouvláknová“ RNA patří k největším zabijákům jiných molekul RNA. Buňka si je naporcuje na kratičké kousky jen o málo delší než 20 písmen a těmi pak jako municí rozseká mRNA, která má tu smůlu, že obsahuje úsek shodný se zlomkem dvojité RNA. Gen vyrábějící takovou RNA se může strhat, ale dvouvláknová RNA stačí všechnu jím vyrobenou mRNA ničit. Gen jako kdyby nebyl.
A pak něco svěřte spolehlivému poslíčkovi RNA.



Předání zprávy

Tak takhle vypadá předání zprávy z DNA krajně nespolehlivému poslíčkovi RNA. A to se toto předání děje v přítomnosti svědka – RNA polymerázy (modrá koule).


DNA se otevře

DNA otevře poslíčkovi své nitro – rozvine svou dvoušroubovici a nechá RNA polymerázu, aby překopírovala vybranou část (gen) do RNA. 

DNA

DNA má jistě pocit, že s její informací se bude zacházet opatrně a s náležitým respektem. Ale to nezná to nespolehlivé individuum RNA, už za nejbližším histonem se pustí do úprav zprávy podle vlastního gusta.

Adenosin

K oblíbeným trikům patří záměna písmene A (adenosinu) …

inosin

… za písmeno I (inosin), …

Guanosin

… které pak ribozom čte jako guanosin.

Pramen: PLoS Biology

Datum: 10.11.2004 07:36
Tisk článku


Diskuze:

Akcelerace evoluce

Alex,2004-11-14 22:05:17

Znameá to prostě, že příroda nečeká na gamma záření, radioaktivitu a podobné náhodné zdroje mutací, ale sama urychluje evoluci tím, že do svých replikačních mechanismů zabudovává randomizer. Jinými slovy, že při využívání náhody nespoléhá na náhodu.

Samozřejmě tím riskuje, že tím kdykoliv stvoří nový vir tebo toxický preon - ale to se jí zřejmě při současném vývoji imunologických mechanismů vyplatí jako přijatelné riziko.

Odpovědět

To mi neco pripomina...

Dramenbejs,2004-11-10 11:20:42

Konkretne to, kdyz vice programatoru dela dlouho do jednoho zdrojaku. Muze to fungovat, ale uz to nikdo nepochopi.

Odpovědět

adenosin..

chemik,2004-11-10 10:04:31

znazorneny v clanku nie je Adenosin.. - je to jeho zrkadlovy obraz.

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce








Zásady ochrany osobních údajů webu osel.cz