Znanstvenici istražuju ulogu RNA i tzv. „tamne tvari“ genoma, koja bi mogla pomoći u razumijevanju bolesti i razvoju novih terapija.
Iako su stanice u našim očima, bubrezima, mozgu i prstima vrlo različite, DNA plan koji ih gradi u osnovi je isti. Odakle onda dolaze sve te razlike? Sve više znanstvenika shvaća da ključne osobine svake stanice zapravo leže u srodniku DNA, molekuli zvanoj RNA.
RNA je dugo smatrana dosadnim „rođakom“ DNA. Kako za ScienceAlert pišu Thomas Begley, profesor bioloških znanosti i zamjenik direktora RNA Institute na Sveučilištu Albany, State University of New York, te Marlene Belfort, profesorica bioloških znanosti i starija savjetnica istog instituta, smatralo se da samo prenosi genetske informacije iz DNA do dijelova stanice gdje se koriste za stvaranje proteina – molekula koje obavljaju sve funkcije stanice.
No, samo oko 2% naše DNA kodira proteine. Ostatak – dijelovi DNA koji ne kodiraju proteine – znanstvenici zovu „tamnom tvari“ genoma. Upravo taj dio krije mnoge tajne i čini RNA posebno fascinantnom.
U toj „tamnoj tvari“, nekodirajući DNA dio se transkribira u nekodirajuću RNA. To uključuje male i velike RNA koje se nikada ne prevode u protein, ali imaju moć regulirati genom i stvarati raznolikost stanica uključivanjem ili isključivanjem različitih gena. Kada ove složene RNA funkcije ne rade kako treba, mogu izazvati širok spektar bolesti kod ljudi.
Znanstvenici koji proučavaju RNA, poput naših, sada rade na sekvenciranju svake ljudske RNA u sklopu Human RNome Projecta – RNA ekvivalenta poznatog Human Genome Projecta – s ciljem da bolje razumijemo zdravlje i poboljšamo liječenje bolesti.
RNA modifikacije – orkestar sudbine stanice
DNA govori kako geni mogu postati proteini, dok RNA određuje kada i gdje se ti proteini proizvode. Drugim riječima, DNA pohranjuje informacije, a RNA ih omogućuje koristiti i regulira njihovu aktivnost.
Postoji mnogo vrsta RNA koje se razlikuju po veličini i strukturi. Male RNA često reguliraju razvoj i funkcioniranje stanica, dok se veći dijelovi RNA obrađuju i modificiraju nakon proizvodnje. RNA modifikacije su kemijske strukture dodane RNA koje reguliraju prijenos informacija. One se razlikuju od DNA modifikacija, poznatih kao epigenetske oznake.
Za razliku od DNA modifikacija koje se mogu naslijediti, RNA modifikacije nastaju kao odgovor na trenutne potrebe stanice. One su dinamičnije i imaju značajan utjecaj na strukturu i funkcije stanice, uključujući način na koji se proteini proizvode u različitim uvjetima.
Primjerice, u normalnim uvjetima, neki obrasci RNA modifikacija potiču uklanjanje RNA koje kodiraju proteine odgovorne za stres. Kada stanica doživi stres, te modifikacije se mijenjaju kako bi ti proteini mogli nakupljati i pomoći stanici da se oporavi.
Kemijska raznolikost RNA modifikacija veća je nego kod DNA. Osim varijacija u osnovnim građevnim blokovima RNA, u ljudskoj stanici postoji preko 50 različitih kemijskih vrsta RNA, poznatih kao epitranskriptom, dok se epigenetske oznake broje tek u nekoliko vrsta.
Suradnje između laboratorija širom svijeta otkrile su da specifične RNA, tzv. tRNA, koje prenose građevne blokove proteina, mogu imati povećane modifikacije. Te modifikacije često su povezane s rakom, otpornosti na kemoterapiju, ali i s razvojnim i neurološkim bolestima.
RNome – ključ za razumijevanje zdravlja i bolesti
U usporedbi s DNA, RNA je nestabilnija i strukturno raznolikija, a dostupni alati za njeno proučavanje su ograničeni. Dok je DNA već detaljno sekvencirana u sklopu Human Genome Projecta, sekvenciranje RNA i njenih modifikacija još uvijek predstavlja izazov.
Međutim, zahvaljujući napretku tehnologije, istraživači sada mogu pratiti RNA modifikacije i otkriti njihov potencijal za liječenje ili prevenciju bolesti.
Posljednjih 20 godina istraživanja RNA modifikacija dovelo je do onoga što znanstvenici nazivaju RNA renesansom, stavljajući RNA u središte pozornosti kao jednu od najvažnijih molekula za istraživanje i primjenu u cjepivima i lijekovima.
Kako bi se u potpunosti razumjela „tamna tvar“ RNA, potreban je projekt razmjera Human Genome Projecta. Laboratoriji diljem svijeta koriste nove tehnologije kako bi sekvencirali sve RNA, tzv. RNome. Katalogiziranje RNA i njenih modifikacija u zdravim i bolesnim stanicama zahtijevat će daljnji razvoj sekvencijskih tehnologija, koje bi mogle istovremeno detektirati više modifikacija.
Mape RNomea mogle bi otvoriti put novim tehnologijama, otkrićima i terapijama, čime bi se značajno unaprijedilo ljudsko zdravlje.
(Ordinacija.hr)
