Bilim adamları, hurda DNA'da talimatlar buluyor

2024 Yazar: Seth Attwood | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-16 16:18

Rus moleküler biyologlar, kromozomların uçlarındaki hurda DNA'nın, hücrelerin stresten ölmemesine yardımcı olan bir proteini sentezlemek için talimatlar içerdiğini buldular. Bulguları Nucleic Acids Research dergisinde sunuldu.

"Bu protein ilginç çünkü daha önce kodlayıcı olmadığı düşünülen RNA'da, telomerazın" yardımcılarından" biri olarak bulunuyor. Hücre çekirdeğinde değil, sitoplazmasındaysa başka bir işlevi olabileceğini keşfettik. Telomeraz, bilim insanlarını "gençlik iksirinin" yaratılmasına yaklaştırabilir ve kansere karşı mücadelede yardımcı olabilir, "dedi.

ölümsüzlüğün anahtarı

Embriyonun hücreleri ve embriyonik kök hücreler biyoloji açısından neredeyse ölümsüzdür - yeterli bir ortamda neredeyse süresiz olarak yaşayabilirler ve sınırsız sayıda bölünebilirler. Buna karşılık, bir yetişkinin vücudundaki hücreler, 40-50 bölünme döngüsünden sonra yavaş yavaş bölünme yeteneklerini kaybederler ve muhtemelen kanser geliştirme şansını azaltan yaşlanma aşamasına girerler.

Bu farklılıklar, "yetişkin" hücrelerinin her bölünmesinin, uçları telomer adı verilen özel tekrar eden bölümlerle işaretlenmiş kromozomlarının uzunluğunda bir azalmaya yol açmasından kaynaklanmaktadır. Telomerler çok küçüldüğünde, hücre "emilir" ve vücudun yaşamına katılmayı bırakır.

Embriyonik hücrelerde ve kanser hücrelerinde bu asla olmaz, çünkü özel telomeraz enzimleri sayesinde telomerleri her bölünmede yenilenir ve uzar. Bu proteinlerin bir araya gelmesinden sorumlu genler yetişkin hücrelerde kapatılır ve son yıllarda bilim adamları, bir kişinin ömrünü zorla açarak veya yapay bir telomeraz analogu oluşturarak uzatmanın mümkün olup olmadığını aktif olarak düşünüyorlar..

Rubtsova ve meslektaşları uzun zamandır insanlarda ve diğer memelilerde "doğal" telomerazların nasıl çalıştığını araştırıyorlar. Son zamanlarda, bu proteinin çalışmadığı vücuttaki sıradan hücrelerin neden büyük miktarlarda yardımcılarından biri olan TERC adlı kısa bir RNA molekülünü sentezlediğiyle ilgileniyorlardı.

Biyolog, yaklaşık 450 "genetik harften" oluşan bu dizinin, daha önce telomeraz kopyalayan ve kromozomların uçlarına ekleyen ortak bir "çöp DNA" parçası olduğu düşünülüyordu. Bu nedenle bilim adamları, TERC'nin yapısına ve genomun bu parçasının hücrelerin yaşamındaki olası rollerine fazla dikkat etmediler.

Gizli asistan

İnsan kanser hücrelerinde bu RNA'nın yapısını inceleyen Rubtsova'nın ekibi, içinde genellikle bir protein molekülünün başlangıcını işaret eden özel bir nükleotit dizisi olduğunu fark etti. Böyle ilginç bir "parça" bulduktan sonra, biyologlar diğer memelilerin hücrelerinde analoglar olup olmadığını kontrol ettiler.

Kedilerin, atların, farelerin ve diğer birçok hayvanın DNA'sında bulundukları ve bu parçanın yapılarının bu hayvanların her birinin genomunda yaklaşık yarı yarıya çakıştığı ortaya çıktı. Bu, genetikçileri TERC'in içinde antik genlerin anlamsız parçalarının değil, tamamen "canlı" bir proteinin olduğu fikrine götürdü.

Bu fikri, aynı kanser hücrelerinin DNA'sına bu RNA'nın ek kopyalarını ekleyerek ve bu bölgeleri daha aktif olarak okumalarını sağlayarak test ettiler. Ek olarak, bilim adamları, genomunda "klasik" kromozom ve telomeraz bulunmayan E. coli üzerinde bir dizi benzer deney gerçekleştirdiler.

Telomeraz RNA'nın aslında sadece 121 amino asitten oluşan özel protein molekülleri hTERP'nin sentezinden sorumlu olduğu ortaya çıktı. Daha sonraki deneylerin gösterdiği gibi, kanser hücrelerinde ve mikroplarda artan konsantrasyonu, onları çeşitli hücresel stres türlerinden koruyarak, aşırı ısınma, yiyecek eksikliği veya toksinlerin ortaya çıkması durumunda hayatlarını kurtardı.

Bunun nedeni, Rubtsova ve meslektaşlarının daha sonra öğrendiği gibi, hTERP'nin, hücrenin ana "yakıcıları" olan lizozomlardaki protein, RNA ve diğer moleküllerin artıklarını "işleme" sürecini hızlandırmasıydı. Bu aynı zamanda onları ölümden korur ve mutasyon olasılığını ve kanser gelişimini önemli ölçüde azaltır.

Genetikçilere göre daha ileri deneyler, telomeraz ve hTERP'nin birbirleriyle nasıl etkileştiğini ve onkoloji açısından güvenli bir tür "gençlik iksiri" yaratmak için nasıl kullanılabileceğini anlamamıza yardımcı olacak.