Embedded Files
Есть копия здесь
Читайте этот текст Алексея Тимошенко и ссылки внизу страницы.
03.12.2008, 13:06:20
Молекула РНК на фоне культуры клеток с окрашенными ядрами. Коллаж Ленты.ру, изображения пользователей Helix84 и Castelobranco с сайта wikipedia.org
Большая роль малых РНК
Большая роль малых РНК
Ученые из США приблизились к созданию внутриклеточных механизмов, подавляющих раковые заболевания
Ведущая молекулярно-биологическая лаборатория мира сообщила сразу о двух открытиях, сделанных биологами при изучении так называемых малых, или некодирующих, РНК. Эти молекулы не несут информации о структуре белка, однако связаны с важнейшии процессами в жизни как клетки, так и всего организма. Как показали ученые из Колд-Спринг-Харбор (США), при помощи малых РНК может передаваться наследственная информация, а в метастазирующих раковых опухолях был открыт новый класс подобных молекул.
Для того чтобы пояснить суть этих открытий, необходимо обратиться к одному из важнейших процессов в жизни клетки - синтезу белка. Долгое время считалось что ДНК в первую очередь является носителем информации о структуре белка. На ее матрице синтезируется РНК (схожая по своей структуре с ДНК молекула, но не с двойной, а с одинарной спиралью и несколько иным химическим составом), котораяя переносится из ядра на специальные комплексы синтеза белка - рибосомы. Там из отдельных аминокислот собирается длинная молекула белка. Таким образом, цепочка "ДНК-РНК-белок" стала центральным постулатом молекулярной биологии.
Но после открытия механизма синтеза белка в 1970-х годах достаточно быстро было доказано, что далеко не все гены кодируют последовательности аминокислот в белках. В них синтезируется также РНК, которая не переносит информацию о будущих белковых молекулах к рибосомам. Генов, конечный продукт которых - РНК, даже больше, чем генов, кодирующих белки.
В работе, проведенной на мухах-дрозофилах, выяснилось, что одна из подобных молекул может передаваться по наследству наряду с молекулами ДНК и отвечать за способность к размножению. Короткая цепочка Piwi-РНК отключала внутриклеточный механизм, приводящий к развитию мутаций в половых клетках. Биологи сравнили Piwi-РНК с антителами в иммунной системе, наследуемая молекула стала своего рода антителом по отношению к несущим неблагоприятный признак собственным генам. Роль подобного явления в эволюционном процессе еще предстоит показать в дальнейших исследованиях.
Терминология
РНК, которая сама по себе не несет информации о последовательности аминокислот, может выполнять самые различные функции. Транспортная РНК, переносящая аминокислоты к синтезирующемуся белку, была предсказана еще Фрэнсисом Криком (одним из основателей молекулярной биологии), в 1960-е годы была открыта РНК в составе рибосом - уже в центральном постулате была предусмотрена некодирующая РНК.Но в 1967 году было сделано еще одно предположение, подтвердившиеся на рубеже 1980-х годов (Сидней Альтман и Томас Кеч получат за это открытие Нобелевскую премию в 1989 году): поскольку РНК, как и белок, принимает достаточно сложные формы, она также может являться катализатором химических реакций. А если РНК может ускорять протекание химических реакций, то и спектр ее возможностей существенно расширяется. РНК, например, получает возможность связываться с различными белками, подавляя или, напротив, усиливая уже их ферментативную активность. Что, в свою очередь, способно влиять на считывание информации с других генов, регулируя тем самым работу сразу нескольких различных белков.
Часто употребляющийся термин "протеин" на самом деле является синонимом слова "белок" (по-английски protein). Короткие последовательности белка также называют пептидами - химически это те же цепочки последовательно соединенных аминокислот.
С обозначениями РНК сложнее. Изначально были обнаружены некодирующие фрагменты РНК малой длины, и отсюда появился термин "малая РНК". Позже были найдены и длинные фрагменты, и более правильным было признано название "некодирующая РНК".
Еще терминология
Биологи, изучавшие в Колд-Спринг-Харбор метастазирующие опухоли, исследовали процесс формирования именно некодирующей РНК. Молекула после своего синтеза на матрице ДНК разрезается на две части и одна из них впоследствии переносится из клеточного ядра в цитоплазму. Как считают исследователи, этот фрагмент РНК впоследствии связывается с белками, в норме взаимодействующими с транспортной РНК и участвующими в синтезе других белков. Если открытая учеными малая РНК встает на место "законной" транспортной, то это может приводить к изменению синтеза опять не одного белка, а многих разных белков сразу.Способность одной молекулы не только массово менять характер экспрессии генов, но и передаваться независимо от ДНК по наследству (кстати, указания на это были и раньше), означает что такая молекула может играть (и, как показывают обсуждаемые работы, играет) не менее важную роль, чем сама ДНК. В практическом отношении это дает очень богатые возможности для управления внутриклеточными процессами с высокой точностью и на фундаментальном уровне работы клеточного генома. Пока синтез искусственной РНК слишком дорог для массового производства препаратов, но первые эксперименты в этом направлении уже начаты. Малые фрагменты РНК в культуре клеток уже подавляли работу генов, вызывающих серповидно-клеточную анемию, и теоретически этот метод может работать и для других заболеваний. А знания о роли малых РНК в наследовании признаков и развитии рака помогут быстрее прийти от первых модельных экспериментов к прикладным медицинским исследованиям.
Алексей Тимошенко
Ссылки по теме
Ссылки по теме
- Классические представления о наследственности вновь пересмотрены - Lenta.ru, 28.11.2008
- Ученые нашли новый тип молекул РНК - Lenta.ru, 28.11.2008
- Почти все человеческие гены оказались "многозадачными" - Lenta.ru, 03.11.2008
- В бактериях нашли остатки "мира РНК" - Lenta.ru, 18.07.2008
- - Lenta.ru, 14.07.2008
- Открыт новый класс РНК - Lenta.ru, 14.01.2007
- - Lenta.ru, 04.10.2006
Сайты по теме
Сайты по теме
Процесс синтеза РНК на основе ДНК-матрицы носит название транскрипции, синтеза белка - трансляции. Экспрессия генов - это процессы синтеза белка (если ген кодирует белок) или РНК (если она является конечным продуктом, который кодирует ген). Ферменты, они же энзимы, являются биологическими катализаторами химических реакций.
Page updated
Google Sites
Report abuse