Jednymi z najmniejszych pasożytów, jaki w sobie nosimy, są… skaczące geny. Na szczęście nasze komórki mają sposoby, aby te genetyczne pasożyty powstrzymywać przed namnażaniem. Zespół Polaków w prestiżowym „Cell” wyjaśnił nowy mechanizm obrony przed tzw. retrotranspozonami.
Jednymi z najmniejszych pasożytów, jakie zamieszkują ludzki organizm, są tzw. retrotranspozony. Są to po prostu fragmenty DNA wplecione w nasz genom. Nie robią one nic dla „dobra wspólnego” całego organizmu, a jedynie wytwarzają maszynerię do kopiowania siebie samych. Ich celem jest więc wklejanie własnych kopii do DNA. W ten sposób ich geny mogą „skakać” po naszym DNA.
Retrotranspozony to nie to samo, co wirusy – wyjaśnia w rozmowie z PAP prof. Andrzej Dziembowski z Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN w Warszawie. Wirusy mają osłonkę, która pozwala im wyjść z komórki i atakować kolejne komórki. Retrotraspozony nie są w stanie opuścić komórki: mnożą się w DNA tej samej komórki, z której pochodzą. Przenoszą się z pokolenia na pokolenie m.in. dlatego, że obecne są także w komórkach rozrodczych.
Tak czy inaczej genetyczne pasożyty robią w naszym genomie niezły bałagan. – Aż 17 proc. DNA w ludzkim genomie to elementy LINE-1 kodujące tzw. retrotranspozony – powiedział. Jego zespół złożony z młodych naukowców, dr. Zbigniewa Warkockiego – pierwszego autora publikacji, dr. Pawła Krawczyka i Doroty Adamskiej opublikował właśnie w prestiżowym piśmie „Cell” artykuł pokazujący nieznany dotąd sposób, w jaki komórka może blokować tych małych genowych spryciarzy przed dalszym namnażaniem.
Jak wyjaśnił naukowiec, każdy z nas ma w swoich komórkach między 80 a 100 aktywnych retrotranspozonów. – Nie są nam do niczego potrzebne, wręcz są szkodliwe – mówi naukowiec. Wklejając się do DNA prowadzą do powstawania mutacji, często towarzyszą nowotworzeniu lub wręcz leżą u jego podstaw.
Prof. Dziembowski opowiada, że np. jeśli u człowieka komórki nie umieją prawidłowo zwalczać retrotranspozonów, może to się wiązać np. z całkowitą bezpłodnością. A to nie koniec problemów. Dlatego w komórkach powstały mechanizmy obrony przed namnażaniem się tych genowych pasożytów.
Naukowiec tłumaczy, jak przebiega kopiowanie genów-pasożytów. Elementy LINE-1 zapisane są w naszym DNA w jądrze komórkowym. Tam DNA jest transkrybowane na RNA, które jest w stanie odtworzyć DNA i wkleić go w DNA tej samej komórki na zasadzie mechanizmu „kopiuj-wklej”.
Dotąd opisano już np. jak komórka może – za pomocą metylacji – zablokować swój fragment DNA z elementem LINE-1 tak, by stał się nieczynny. A więc w ogóle nie był transkrybowany. Znano więc mechanizmy, które nie dopuszczają, żeby retrotranspozon w ogóle zaczął się kopiować. Teraz polscy naukowcy wyjaśnili, jak komórka może bronić się przed genetycznymi pasożytami na dalszym etapie – kiedy retrotranspozon już się uaktywni.
Polski zespół odkrył, że aby zastopować „inwazję” genetycznego pasożyta, w komórce może zajść tzw. urydylacja RNA retrotranspozonu. Polega ona na dołączeniu do końca RNA dodatkowych nukleotydów urydylowych, które działają jak kula u nogi. – My po raz pierwszy opisaliśmy, jak działa ten mechanizm – mówi naukowiec z IBB PAN. Takie zablokowane RNA jest już niegroźne. Ze swoją kulą u nogi nie może już skakać po genomie i wklejać do niego nowych fragmentów DNA. A z czasem jest usuwane przez komórkę.
Źródło: PAP – Nauka w Polsce
