Молекулярные биологи из США открыли явление обратной транскрипции в клетках человека. До этого считалось, что она возможна лишь для некоторых вирусов. Эта работа может перевернуть основы клеточной биологии человека и помочь лучше понять онкогенез. Результаты исследования, проведенного в Университете Томаса Джефферсона, опубликованы в журнале Science Advances.
Клетки всех живых организмов, от бактерий до человека, содержат ДНК. Ее последовательность представляет собой инструкцию по сборке белка. Другая молекула, РНК, — это перевод инструкции на язык, понятный для аппарата синтеза. Такое разделение функций позволяет изолировать ДНК и защитить ее от появления множества мутаций. И создание копии ДНК, и синтез РНК чрезвычайно важны для деления клеток, синтеза белка, восстановления поврежденной ДНК. Оба процесса выполняются комплексами специальных ферментов, полимераз. Молекула ДНК используется при этом как матрица для синтеза.
Согласно центральной догме молекулярной биологии информация может передаваться лишь в направлении ДНК — РНК — белок, но не в обратном. Одно из исключений — вирус иммунодефицита человека и другие ретровирусы, содержащие обратную транскриптазу. Этот фермент позволяет им синтезировать ДНК на матрице РНК. Из последней и состоит их геном, что отличает их как от других вирусов, так и от других живых организмов.
Из 14 полимераз, имеющихся у человека, только 3 выполняют функцию удваивания ДНК. Остальные же участвуют в поиске ошибок в ее последовательности и их устранении. Тета-полимераза, для которой авторы исследования наблюдали явление обратной транскрипции, участвует в репарации ДНК, но совершает при этом множество ошибок. Таким же образом ведет себя обратная транскриптаза ВИЧ. Она способна как удваивать ДНК, так и синтезировать ее на матрице РНК.
Сравнив два этих фермента, ученые выяснили, что тета-полимераза не только умеет переводить РНК в ДНК, но и справляется с этим гораздо лучше, чем с копированием ДНК. Это наводит на мысль о том, что именно эта функция является для нее основной. Более того, исследователи изучили структуру этого фермента. Оказалось, что тета-полимераза может изменять свою форму, подстраиваясь под РНК с наивысшей концентрацией.
«Безусловно, наблюдение обратной транскрипции у человека — это практически чудо, ведь до этого этот процесс считался уникальным для ретровирусов. Наше открытие поднимает множество вопросов, касающихся клеточной биологии. Похоже, что обратная транскрипция необходима для репарации ДНК. Интересен также факт повышенной экспрессии тета-полимеразы в раковых клетках. Понадобится еще множество исследований, чтобы найти всему этому объяснение», — рассказывает доктор Ричард Померанц, профессор биохимии и молекулярной биологии в Университете Томаса Джефферсона.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
