i

Aktuální číslo:

2021/5

Téma měsíce:

150 let Vesmíru

Alarmony, ochránci bakteriální RNA

 |  7. 12. 2020
 |  Vesmír 99, 724, 2020/12

Molekuly RNA podléhají řadě modifikací, které ovlivňují jejich prostorové uspořádání, aktivitu a stabilitu. Jak důležité pro správné fungování buněk a celých organismů tyto modifikace jsou, poznáváme až v posledních letech. Buněčný aparát může mimo jiné svým molekulám RNA nasadit ochranné čepičky – a v případě potřeby je opět „smeknout“. Do tohoto příběhu nyní promluvily i molekuly signalizující stres, které známe již půl století.

Před více než padesáti lety byly v téměř všech organismech nalezeny molekuly zvané dinukleosidpolyfosfáty, které se skládají ze dvou nukleosidů spojených oběma 5'-konci pomocí fosfátů, přičemž polyfosfátový řetězec obsahuje 2 až 7 fosfátových skupin [1]. Výzkum na modelové bakterii Escherichia coli ukázal, že se koncentrace těchto molekul výrazně zvyšuje v buňkách vystavených stresovým podmínkám (teplotnímu šoku, oxidativnímu stresu, hladovění). Právě z tohoto důvodu se dinukleosidpolyfosfátům říká alarmony. Můžeme se na to dívat tak, že tyto molekuly představují alarm a říkají organismu: „Pozor, jsi v nebezpečí stresu.“

Dodnes ale netušíme, co v buňce takový signál rozpozná a jak přesně funguje. Je však známo, že se alarmony v lidském těle podílejí např. na regulaci krevního tlaku či proliferaci buněk svaloviny cévní stěny. V buňkách vznikají pravděpodobně vícero mechanismy, nejtypičtěji pomocí enzymů aminoacyl‑tRNA- syntetáz, jejichž hlavním posláním je „nabití“ transferových RNA (tRNA) příslušnými aminokyselinami, které se pak na ribozomech podílejí na výstavbě proteinů.

RNA modifikace

V genomu je přibližně 80 % DNA přepisováno do RNA, ovšem pouze 5 % z těchto přepisů nese informace k překladu do proteinů. Zbylé RNA jsou označovány jako tzv. nekódující RNA (non-coding RNA). Přestože sekvence neboli pořadí jednotlivých nukleotidů je hlavním nositelem informace, záleží také na sekundární struktuře molekuly, tedy na jejím prostorovém uspořádání. Navíc hrají významnou roli modifikace RNA, kterých je v současné době známo okolo 170. Dlouhou dobu byly přehlíženy a až v posledních pár letech začínáme chápat, že mohou hrát klíčovou roli ve stabilitě, lokalizaci či aktivitě dané RNA. Avšak úloha většiny z nich zůstává neobjasněna. Mezi nejčastější typy vnitřních modifikací (uprostřed řetězce RNA) patří metylace, hydroxymetylace či acetylace.

Specifickým typem RNA modifikací je i takzvaná čepička na 5'-konci RNA. Dlouho se mělo za to, že se vyskytuje pouze na mRNA v buňkách vyšších organismů (eukaryot), kde hraje důležitou roli při zahájení přepisu RNA do proteinu a zároveň ovlivňuje stabilitu RNA. Toto dogma bylo zbouráno v roce 2009, kdy se podařilo zjistit, že i jiný typ molekuly, nikotinamidadenindinukleotid (NAD), je kovalentně vázán na prokaryotickou RNA [2]. Tudíž i bakterie si chrání svoji RNA čepičkou. Později se podařilo vyvinout metodu k selektivnímu vychytávání 5'-NAD-RNA (NAD captureSeq) [3] a určit, na kterých konkrétních RNA se tato čepička nachází. Po aplikaci této metody je už jasné, že se čepička NAD-RNA vyskytuje i v lidských nebo rostlinných buňkách. Nicméně její role není doposud zcela pochopena.

Alarmony jako čepičky na RNA

Nyní vidíte 24 % článku. Co dál:

Jsem předplatitel, mám plný přístup
Jsem návštěvník
Chci si přečíst celé číslo
Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru. Více o předplatném
OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Molekulární biologie

O autorech

Hana Cahová

Oldřich Hudeček

Doporučujeme

Jaké to je být fanouškem

Jaké to je být fanouškem

Dan Bárta  |  3. 5. 2021
Jsem ročník 1969. Poprvé jsem uviděl Vesmír na stole v kuchyni u svého spolužáka z gymplu v půlce osmdesátek. Na mou nejapnou otázku, jestli „jede...
Složitá jednoduchost virů

Složitá jednoduchost virů uzamčeno

Ivan Hirsch, Pavel Plevka  |  3. 5. 2021
Místo tradičního redakčního rozhovoru tentokrát nabízíme dialog virologů dvou generací a odlišných specializací, Ivana Hirsche a Pavla Plevky.
Časy Vesmíru

Časy Vesmíru

Tomáš Hermann  |  3. 5. 2021
První číslo Vesmíru vyšlo 3. května 1871, časopis tedy letošním květnovým číslem slaví 150. narozeniny. Při cestě do jeho historie můžeme za...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné