„DNR replikacija, regis, nebeteikia jokių staigmenų. Dešimtmečius vadovėliuose buvo teigiama, kad nauja DNR visada generuojama išilgai šablono – arba išilgai pačios DNR (kur dviguba grandinė atsiveria ir replikuojama į dar dvi dvigubas grandines), arba išilgai RNR molekulės.
Tačiau pasirodo, kad yra ir kitas būdas. Žurnale „Science“ paskelbtas tyrimas dabar atskleidžia, kad naują DNR galima sukurti visiškai be jokio nukleorūgščių šablono; vietoj to, šablonu naudojamas pats DNR sintetinantis baltymas.
Šiuo atveju aminorūgštys imituoja RNR, efektyviai paversdamos baltymo struktūrą planu. Tai yra anksčiau nežinomas DNR gamybos metodas, palyginamas su 3D spausdintuvu, kuris iš savo komponentų išveda sukurtų objektų dizaino specifikacijas. Šį neįprastą procesą atrado Alexo Gao vadovaujama Stanfordo universiteto Kalifornijoje komanda.
Kokio tipo baltymas apverčia nusistovėjusias DNR sintezės dogmas aukštyn kojomis?
Šis baltymas yra molekulinės mašinos, žinomos paslaptingu pavadinimu DRT3, dalis, kuri atlieka svarbų vaidmenį imuninėje sistemoje. Žarnyno bakterijos *Escherichia coli* gynyba.
Ši molekulinė mašina susideda iš dviejų baltymų ir RNR molekulės, kuriose yra trys kiekvieno komponento kopijos.
Abu baltymai yra atvirkštinės transkriptazės – fermentai, kurie iš RNR šablono generuoja DNR grandinę; vienas vadinamas Drt3a, o kitas – Drt3b.
Mašinos RNR komponentas yra poli(AC), sudarytas tik iš pasikartojančių nukleotidų, kurių bazės yra adeninas ir citozinas. Naudodama šią RNR kaip vadovą, atvirkštinė transkriptazė Drt3a sintetina komplementarios poli(GT) grandinės DNR, sudarytos iš nukleotidų, kurių bazės yra guaninas ir timinas.
Tačiau tikroji šios molekulinės mašinos žvaigždė yra antroji atvirkštinė transkriptazė Drt3b. Ji naudoja savo aktyviojoje vietoje esančias aminorūgštis, kad sudarytų poli(AC) grandinę, kuri vėliau susiporuoja su kitos atvirkštinės transkriptazės susintetinta poli(GT) grandine ir sudaro dvigubą DNR spiralę.
Kadangi DRT3 yra *Escherichia coli* imuninės sistemos dalis, Alexas Gao ir jo kolegos įtaria, kad susidariusi dviguba spiralė atlieka svarbų vaidmenį. fagų gynyboje.
Fagai yra natūralūs bakterijų priešai; tai virusai, kurie prisitvirtina prie ląstelių ir į bakterijos vidų įšvirkščia savo nukleorūgštis. Patekę į vidų, jie arba užgrobia bakteriją, kad gamintų fagų komponentus, kurie vėliau patys susijungia į naujus fagus ir išeina iš ląstelės, arba integruoja savo genetinę medžiagą į bakterijos genomą ir kol kas lieka paslėpti.
Gao ir jo kolegos kelia hipotezę, kad Drt3 sintezuojama dviguba grandinė veikia kaip molekulinė kempinė arba burbulinė plėvelė, arba kapsuliuodama ir neutralizuodama fagų komponentus, arba pažymėdama juos bakterijų imuninei sistemai, taip padarydama juos pažeidžiamus atakoms.
Kodėl šis atradimas toks įdomus? Drt3b sukuria tik paprastą pasikartojančią seką, o ne sudėtingą naują genetinių instrukcijų rinkinį. Gao ir jo kolegos taip pat nelaiko baltymo aktyvumo bendru mechanizmu, skirtu naujos DNR sekai specifinei sintezei. Nepaisant to, tyrėjai yra sužavėti. Juos žavi „viskas viename“ aspektas.
Vien dėl savo struktūros Drt3b turi viską, ko reikia DNR sintezei, net jei kol kas jis gali sukurti tik paprastą seką.“
Spekuliacijos linksta link jo potencialo, nes neseniai sensaciją sukėlė kuklus bakterijų imuninės sistemos įrankis: CRISPR/Cas9 genų redagavimo sistema. Per rekordiškai trumpą laiką ji buvo transformuota į programuojamą tikslųjį skalpelį tiksliniam genomo redagavimui – įrankį, kuris tapo nepakeičiamu šių dienų laboratorijose.
Kas būtų, jei Drt3b galimybes būtų galima pakelti į naują lygį taikant tikslines modifikacijas? Biologinės mašinos, galinčios sintetinti DNR remiantis vien jos struktūra, vertė būtų milžiniška.“ [1]
1. Der neue Weg zur Erbsubstanz: DNA lässt sich allein anhand ihrer Struktur synthetisieren. Frankfurter Allgemeine Zeitung; Frankfurt. 27 May 2026: N2. HILDEGARD KAULEN
Komentarų nėra:
Rašyti komentarą