Певний тип РНК контролює геном, щоб гарантувати його цілісність

Глибоко всередині наших клітин ДНК дає інструкції з виробництва білків, необхідних молекул, які ростуть і підтримують наше тіло.

Рибонуклеїнова кислота (РНК) - це проміжна нуклеїнова кислота, яка переносить ці інструкції від ДНК до рибосомів, де в клітці виробляються білки. Але у людей і рослин тільки крихітна частина ДНК виробляє РНК, яка виконує інструкції з побудови білків. У людини майже 98% геному не кодує білки. Однак він часто дає початок РНК, яка не виробляє білки, звані некодуючими РНК. Так що ж робить ця частина геному?

«Протягом багатьох років дослідження показали, що понад 80% геному може бути залучено в транскрипцію або продукування некодуючої РНК», - сказав Анджей Вежбицький, професор кафедри молекулярної, клітинної та еволюційної біології Мічиганського університету. - Отже, дилема була така: чи функціональна вся ця некодуюча РНК? Вона важлива для чогось? Чи це просто шум процесу транскрипції або помилка методів виявлення? "

Тепер проведені дослідження показують, що в рослинах частина цієї некодуючої РНК може відігравати істотну роль у захисті цілісності геному. Ця частина некодуючої РНК утворюється з транспозонів, некодуючих фрагментів генів, які переміщуються всередині ДНК, вставляючи себе безсистемно і викликаючи генетичне розмаїття. Іноді ця різноманітність корисна, допомагаючи еволюції, але іноді вона може викликати мутації, які можуть призвести до захворювання.

Вважається, що некодуюча РНК, одержувана з транспозонів, захищає геном, забезпечуючи постійне відключення транспозованих елементів. Але як взагалі відбираються транспозони для глушіння? У недавньому дослідженні вчені виявили докази того, що ця некодуюча РНК виробляється по всьому геному, а не тільки в транспозонах або навколо них. Їх результати опубліковані в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.

"Ми, по суті, пропонуємо нову модель. Наша модель говорить, що весь геном транскрибується, і ця всепроникаюча транскрипція функціональна ", - кажуть дослідники. "Ця всепроникаюча некодуюча транскрипція діє як система спостереження, вловлюючи і змушуючи замовкнути нові транспозони в міру їх появи. Ми сподіваємося, що ця модель буде перевірена більш детально.

Вчені виявили докази того, що некодуюча РНК утворюється майже на 50% геному рослини, в той час як транспозони становлять тільки 10% -20% геному. Порівнюючи свої дані з раніше опублікованими результатами, вони також виявили докази того, що ця некодуюча РНК необхідна для глушіння транспозонів, які стають реактивованими.

Хоча дослідницька група вивчала рослину Arabidopsis thaliana *, подібний процес може відбуватися і в інших квіткових рослинах, а також у грибах і у тварин. У грибів і тварин відбувається аналогічний процес, за винятком того, що ці дві групи не мають спеціалізованої РНК-полімерази. Замість цього вони здійснюють аналогічний процес з використанням тієї ж полімерази, яка сприяє виробництву білка.