Ruski kemiki in molekularni biologi so ugotovili, da neželena DNK na koncih kromosomov vsebuje navodila za sintezo proteina, ki pomaga celicam, da ne umrejo zaradi stresa. Njihove ugotovitve so bile predstavljene v reviji Nucleic Acids Research.
Ta protein je zanimiv po tem, da ga najdemo v RNA, ki je prej veljala za nekodirano, enega izmed "pomagač" telomeraze. Odkrili smo, da ima lahko še eno funkcijo, če ni v jedru celice, ampak v njeni citoplazmi. Preučevanje vseh lastnosti telomeraze lahko znanstvenike približa ustvarjanju "eliksirja mladosti" in pomaga v boju proti raku, "je dejala Marija Rubtsova z Moskovske državne univerze Lomonosov, katere besede sporoča tiskovna služba univerze.
Ključ nesmrtnosti
Celice zarodka in embrionalne matične celice so z vidika biologije skoraj nesmrtne - v primernem okolju lahko živijo skoraj nedoločen čas in se neomejeno večkrat razdelijo. V nasprotju s tem celice v odraslem telesu postopoma izgubijo sposobnost delitve po 40-50 ciklih delitve in vstopijo v fazo staranja, kar verjetno zmanjšuje možnosti za razvoj raka.
Te razlike so posledica dejstva, da vsaka delitev "odraslih" celic vodi do zmanjšanja dolžine njihovih kromosomov, katerih konci so označeni s posebnimi ponavljajočimi segmenti, tako imenovanimi telomeri. Ko je telomerov premalo, se celica umakne in preneha sodelovati v telesu.
V embrionalnih in rakavih celicah se to nikoli ne zgodi, saj se njihovi telomeri obnavljajo in podaljšujejo z vsako delitvijo zahvaljujoč posebnim encimom, telomerazam. Geni, odgovorni za sestavljanje teh beljakovin, se v odraslih celicah "izklopijo", v zadnjih letih pa znanstveniki aktivno razmišljajo o tem, ali je mogoče podaljšati človeško življenje tako, da jih prisilno vklopijo ali ustvarijo umetni analog telomeraz.
Rubtsova in njeni sodelavci že dolgo preučujejo, kako delujejo "naravne" telomeraze pri ljudeh in drugih sesalcih. Pred kratkim so se spraševali, zakaj navadne celice v telesu, kjer ta protein ne deluje, iz nekega razloga sintetizirajo velike količine enega od njegovih pomočnikov, kratke molekule RNA, imenovane TERC.
Promocijski video:
To zaporedje s približno 450 "genetskimi črkami", razlaga biokemičar, je bilo prej mišljeno kot navaden kos "junk DNA", ki ga telomeraza kopira in doda na konce kromosomov. Zaradi tega znanstveniki niso posvečali veliko pozornosti strukturi TERC in možnim vlogam tega drobca genoma v življenju celic.
Skrita pomočnica
Analizirajoč strukturo te RNK v človeških rakavih celicah, je Rubtsova ekipa opazila, da je v njej posebno nukleotidno zaporedje, ki običajno označuje začetek beljakovinske molekule. Ko so našli tako radoveden "kos", so znanstveniki preverili, ali obstajajo analogi v celicah drugih sesalcev.
Izkazalo se je, da so bile prisotne v DNK mačk, konj, miši in mnogih drugih živali, njihova struktura tega drobca v genomu vsake od teh živali pa se je ujemala za približno polovico. To je spodbudilo genetike, da v notranjosti TERC niso ohranjeni nesmiselni drobci starodavnih genov, temveč popolnoma "živi" protein.
To zamisel so preizkusili tako, da so v DNK istih rakavih celic vstavili dodatne kopije te RNK in jim omogočili bolj aktivno branje takšnih regij. Poleg tega so znanstveniki izvedli vrsto podobnih poskusov na E. coli, v njihovem genomu ni "klasičnih" kromosomov in telomeraz.
Izkazalo se je, da je telomerazna RNA pravzaprav odgovorna za sintezo posebnih beljakovinskih molekul, hTERP, ki je bila sestavljena iz samo 121 aminokislin. Njegova večja koncentracija v rakavih celicah in mikrobih, kot so pokazali nadaljnji poskusi, jih je zaščitila pred različnimi vrstami celičnega stresa in jim rešila življenje v primeru pregrevanja, pomanjkanja hrane ali pojava toksinov.
Kot je Rubtsova in njene sodelavke pozneje ugotovila, je razlog za to, da hTERP pospešuje proces "predelave" ostankov beljakovin, RNK in drugih molekul v lizosomih, glavnih "sežigalnicah" celice. To jih hkrati varuje pred smrtjo in znatno zmanjšuje možnosti za mutacije in razvoj raka.
Nadaljnji poskusi nam bodo po mnenju genetikov pomagali razumeti, kako telomeraza in hTERP delujeta med seboj in kako ju lahko uporabimo za ustvarjanje nekakšnega "eliksirja mladosti", ki je varno z onkološkega vidika.
