Objev nové funkce RNA

Ještě nedávno bylo rozdělení základních funkcí v organizmech jasné. Nukleové kyseliny jsou „informační“ molekuly, v nichž je uchovávána dědičná informace; ta je jejich prostřednictvím předávána na potomstvo a slouží jako matrice a “velín“ pro syntézu proteinů. Proteiny jsou pak oněmi „funkčními“ molekulami, jež obstarávají látkovou přeměnu a poskytují stavební materiál pro konstrukci buněk.

V osmdesátých letech se však ukázalo, že i některé molekuly nukleových kyselin (jistý typ ribonukleových kyselin) mají jednu ze základních funkcí dosud přisuzovaných výhradně proteinům, a sice schopnost katalyzovat určité chemické reakce nezbytné pro život.

Možné funkce ribonukleových kyselin (RNA) se nyní rozšiřují. Ukazuje se totiž, že velmi malé molekuly RNA se váží na úseky tzv. mRNA. To jsou informační molekuly RNA, vznikající v organizmu přepisem menšího úseku genetické informace (jež je zakódována v DNA), například informace pro jeden protein.

Na tuto dosud nepozorovanou vazbu se přišlo při studiu genu červa Caenorhabditis elegans, označeného lin-14. Tento gen kóduje protein (označovaný LIN-14), jenž reguluje časový sled vyjádření různých genů v časné fázi vývoje tohoto organizmu a tím se vlastně podílí na jeho diferenciaci. V pozdějších fázích vývoje se protein LIN-14 neuplatňuje a jeho syntéza je zastavena. A právě způsob, jímž je syntéza tohoto proteinu potlačena, je neobvyklý. Běžně je totiž tvorba proteinů řízena vazbou jiných (regulačních) proteinů na počátek příslušného genu. Takovou vazbou je potlačen přepis genu do molekuly mRNA. V případě genu lin-14 se však příslušná mRNA syntetizuje i v pozdních fázích vývoje organizmu, ale není přeložena do proteinu LIN-14. Funkce mRNA je právě blokována vazbou těch malých nedávno objevených molekul RNA. Gen (DNA) je tedy aktivní, ale prostředník (mRNA) je umlčen.

Zajímavé je dále místo na mRNA, na něž se malé molekuly RNA váží. Obecná struktura molekuly mRNA živočišné buňky je na obr. dole. Každá molekula mRNA se skládá z úseku kódujícího protein, před nímž je 5’-oblast a za ním je 3’-oblast. Tato 3’-oblast končí sledem několika písmen A genetické abecedy (která zná 4 písmena: A, G, C a T; písmeno T v DNA se při přepisu do RNA mění na U). Dosud se vlastně o funkci těchto úseků, položených před a za kódující oblastí, nic neví. Malé molekuly RNA, blokující syntézu proteinu LIN-14, se váží právě na 3’-oblast, tedy za úsek kódující protein LIN-14. To je dost zvláštní, protože regulační mechanizmy jsou obvykle založeny na blokování počátku přepisu, a tedy by se spíše očekávalo, že vazebná místa budou před genem, tj. v 5’-oblasti. Není tomu tak a čeká nás další zajímavý problém k řešení.