Bizarne bakterije – stvaraju nove gene ne obazirući se na pravila
Bakterijski odbrambeni sistemi remete standardan obrazac života.
Genetske informacije obično putuju jednosmerno – geni zapisani u DNK služe kao obrazac za stvaranje molekula RNK, koji se zatim prevode u proteine, piše Nature.
Ta priča iz udžbenika se malo zakomplikovala u 1970-im, kad su naučnici otkrili da neki virusi poseduju enzime poznate kao reverzne transkriptaze, koje upisuju RNK u DNK – preokrećući uobičajeni tok saobraćaja.
Preporučujemo
Reke rđaju zbog povećane koncentracije toksičnih metala izazvane klimatskim zagrevanjem
Industrija piva je ključ za čišćenje vode od teških metala: Tajna je u pivskom kvascu
Sad je otkriven još čudniji obrt. Bakterijska verzija reverzne transkriptaze čita RNK kao obrazac za stvaranje potpuno novih gena upisanih u DNK. Ti geni se onda transkribuju nazad u RNK, koja se prevodi u zaštitne proteine kad bakteriju inficira virus. Nasuprot tome, virusne reverzne transkriptaze ne prave nove gene – samo prenose informacije iz RNK u DNK.
Bakterije se brane od virusa i drugih napadača brojnim metodima, kao što je moćni sistem genske modifikacije CRISPR. Jedan od misterioznijih sistema odbrane sadrži DNK gen za reverznu transkriptazu i kratak niz misteriozne RNK bez ikakve jasne funkcije – činilo se da ta sekvenca ne kodira neki protein.
Radi otkrivanja kako taj sistem funkcioniše, naučnici sa Kolumbijskog univerziteta u Njujorku su tražili DNK molekule napravljene reverznom transkriptazom od bakterije Klebsiella pneumoniae. Pronašli su vrlo dugačke sekvence DNK koje se sastoje od brojnih identičnih ponavljajućih segmenata. Svaki segment se poklapao sa komadom misteriozne RNK.
Naučnici primećuju da dugački lanci RNK mogu formirati oblike slova U, približavajući dva udaljena dela jedan drugom. Reverzna transkriptaza K. pneumoniae pravila je ponavljajuće „krugove“ oko RNK sekvence, upisujući isti RNK molekul u DNK više puta. To je stvorilo ponavljajuću DNK sekvencu.
Ponavljajući segmenti su proizveli sekvencu otvorenog okvira koja kodira protein i koje nema signal za kraj. Virusna infekcija pokreće proizvodnju proteina, što zaustavlja deobu ćelija.
Nije jasno kako protein zaustavlja rast inficiranih ćelija. Takođe je misterija kako virusna infekcija pokreće stvaranje tog proteina.
Otkriće da reverzna transkriptaza – za koju se ranije znalo samo da kopira genetski materijal – može da stvori potpuno nove gene zapanjilo je naučnike. Trebalo bi da promeni način na koji posmatramo genom, kažu istraživači.
(Telegraf Nauka/Nature)