Intróny a inteíny: genetická imunita?

Od objavenia intrónov sa vedú siahodlhé diskusie o funkcii týchto evolučných sprievodcov prevažne eukaryotických génov. Do dnešných čias vznikli teórie zameriavajúce sa prevažne na mobilitu týchto genetických elementov, ktoré pripomínajú jej selektívnu aktivitu. Dnes už tento pohľad nie je obmedzený len na intróny typu I., ktoré kódujú špecifické DNA endonukleázy, ale aj na archeálne intróny, ako aj inteíny (intróny vyštepované na úrovni bielkoviny). Postupom času sa tiež ukázalo, že mechanizmus mobility týchto elementov (DSBR – „double-stranded break repair“) je rozšírený od bakteriofágov až po jadro eukaryontov a ich organely.

Ak tieto úvahy ďalej rozvinieme, zistíme, že špecifické mobilné elementy môžu navodiť jednoduchý, avšal efektívny restrikčno-modifikačný systém, ktorého cieľom-obeťou je organizmus podobný, avšak konkurujúci. Jeho funkciou je naštiepanie genómu a opätovný „homing“ DNA vštepu (zacelenie genetickéj štruktúry rekombináciou). V prípade správného “homingu“ bunka prežíva, avšak môže dôjsť k cyklovaniu tohto deja (DSBR) pričom často dochádza k mutáciam, ktoré môžu redukovať vitalitu organizmu, resp. byť letálne.

Expresia či lokalizácia už spomínaných mobilných elementov je hodná zamyslenia: mobilné intróny typu I sa nachádzajú v rRNA génoch a v génoch zabezpečujúcich syntézu DNA, archeálne intróny sa vyskytujú v rRNA génoch a inteíny v génoch kódujúcich DNA polymerázy, vakuolárnu ATPázu a géne recA. Ide teda o konzervované a funkčne dôležité regióny genómu.

DSBR štep je úspešne integrovaný rekombináciou – “homingom“ v eukaryotických jadrových a organelových genómoch, kde je tento dej uľahčený formou bialelickej pohlavnej reprodukcie, a v bakteriofágoch formou koinfekcie. V prokaryontoch je neefektívny – vyžaduje konjugáciu, ktorá umožňuje prenos špecifickej endonukleázy, avšak nie „homing“. Z týchto úvah možno dedukovať funkciu endonukleáz v obranných systémoch... vôči kompetitívnym organizmom.

Je však ďalej nutné študovať tieto rekombinačné mechanizmy v prokaryontech, čo by mohlo viesť k odpovedi na otázku, či tieto elementy fungujú ako restrikčno-modifikačné systémy. Ak áno, mohlo by ísť medzi mobilným genetickým elementom a jeho hostiteľom o podobný vzťah ako medzi symbiotickým parazitom a jeho hostiteľom. [Literatúra: Jacob Z. Delgaard. TIG 10 (9), p. 306 – 307, 1994]