Para ilmuwan menemukan instruksi dalam DNA sampah

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-16 16:08

Ahli biologi molekuler Rusia telah menemukan bahwa DNA sampah di ujung kromosom berisi instruksi untuk mensintesis protein yang membantu sel tidak mati karena stres. Temuan mereka dipresentasikan dalam jurnal Nucleic Acids Research.

"Protein ini menarik karena ditemukan dalam RNA, yang sebelumnya dianggap non-coding, salah satu" pembantu "telomerase. Kami menemukan bahwa ia dapat memiliki fungsi lain jika tidak di inti sel, tetapi di sitoplasmanya. telomerase dapat membawa para ilmuwan lebih dekat ke penciptaan "ramuan awet muda" dan membantu dalam memerangi kanker, "kata Maria Rubtsova dari Lomonosov Moscow State University, yang kata-katanya dilaporkan oleh layanan pers universitas.

Kunci keabadian

Sel-sel embrio dan sel induk embrio hampir abadi dari sudut pandang biologi - mereka dapat hidup hampir tanpa batas di lingkungan yang memadai, dan membelah dalam jumlah yang tidak terbatas. Sebaliknya, sel-sel dalam tubuh orang dewasa secara bertahap kehilangan kemampuannya untuk membelah setelah 40-50 siklus pembelahan, memasuki fase penuaan, yang mungkin mengurangi kemungkinan berkembangnya kanker.

Perbedaan ini disebabkan oleh fakta bahwa setiap pembelahan sel "dewasa" mengarah pada pengurangan panjang kromosom mereka, yang ujungnya ditandai dengan segmen berulang khusus, yang disebut telomer. Ketika telomer menjadi terlalu kecil, sel "pensiun" dan berhenti berpartisipasi dalam kehidupan tubuh.

Hal ini tidak pernah terjadi pada sel embrio dan sel kanker, karena telomernya diperbarui dan diperpanjang pada setiap pembelahan karena enzim telomerase khusus. Gen yang bertanggung jawab untuk perakitan protein ini dimatikan dalam sel dewasa, dan dalam beberapa tahun terakhir, para ilmuwan telah secara aktif memikirkan apakah mungkin untuk memperpanjang umur seseorang dengan menyalakannya secara paksa atau membuat analog buatan telomerase..

Rubtsova dan rekan-rekannya telah lama mempelajari bagaimana telomerase "alami" pada manusia dan mamalia lain bekerja. Baru-baru ini, mereka tertarik pada mengapa sel-sel biasa dalam tubuh, di mana protein ini tidak bekerja, untuk beberapa alasan mensintesis sejumlah besar salah satu asistennya, molekul RNA pendek yang disebut TERC.

Urutan sekitar 450 "huruf genetik", ahli biologi menjelaskan, sebelumnya dianggap sebagai bagian umum dari "DNA sampah" yang disalin telomerase dan ditambahkan ke ujung kromosom. Untuk alasan ini, para ilmuwan tidak terlalu memperhatikan struktur TERC dan kemungkinan peran fragmen genom ini dalam kehidupan sel.

Asisten tersembunyi

Menganalisis struktur RNA ini dalam sel kanker manusia, tim Rubtsova memperhatikan bahwa ada urutan nukleotida khusus di dalamnya, yang biasanya menandai awal dari molekul protein. Setelah menemukan "bagian" yang begitu aneh, ahli biologi memeriksa apakah ada analog dalam sel mamalia lain.

Ternyata mereka hadir dalam DNA kucing, kuda, tikus, dan banyak hewan lain, dan struktur fragmen mereka dalam genom masing-masing hewan ini bertepatan sekitar setengahnya. Hal ini membawa ahli genetika pada gagasan bahwa di dalam TERC tidak ada fragmen gen purba yang tidak berarti, tetapi protein yang benar-benar "hidup".

Mereka menguji ide ini dengan memasukkan salinan tambahan RNA ini ke dalam DNA sel kanker yang sama dan membuat mereka lebih aktif membaca daerah tersebut. Selain itu, para ilmuwan melakukan serangkaian percobaan serupa pada E. coli, yang genomnya tidak memiliki kromosom "klasik" dan telomerase.

Ternyata RNA telomerase sebenarnya bertanggung jawab untuk sintesis molekul protein khusus, hTERP, yang hanya terdiri dari 121 asam amino. Konsentrasinya yang meningkat dalam sel kanker dan mikroba, seperti yang ditunjukkan oleh eksperimen lebih lanjut, melindungi mereka dari berbagai jenis stres seluler, menyelamatkan hidup mereka jika kepanasan, kekurangan makanan, atau munculnya racun.

Alasan untuk ini, seperti yang kemudian diketahui Rubtsova dan rekan-rekannya, adalah bahwa hTERP mempercepat proses "memproses" sisa-sisa protein, RNA, dan molekul lain dalam lisosom, "pembakar" utama sel. Ini secara bersamaan melindungi mereka dari kematian dan secara signifikan mengurangi kemungkinan mutasi dan perkembangan kanker.

Eksperimen lebih lanjut, menurut ahli genetika, akan membantu kita memahami bagaimana telomerase dan hTERP berinteraksi satu sama lain, dan bagaimana mereka dapat digunakan untuk menciptakan semacam "ramuan awet muda" yang aman dari sudut pandang onkologi.