Polsko-brytyjski zespół badaczy odkrył, że w procesie ekspresji genów to nie enzymy poruszają się po DNA, lecz samo DNA dokonuje obrotów. Ta rewolucyjna teoria może zmienić sposób, w jaki rozumiemy podstawowe mechanizmy komórkowe.
Nowy model transkrypcji genów
DNA to długi, podwójnie skręcony łańcuch zawierający przepis na życie. Tradycyjnie zakładano, że enzymy – polimerazy RNA – przesuwają się wzdłuż nici DNA, odczytując jej zawartość i tworząc kopię w postaci RNA. Jednak w świetle nowych badań, które ukazały się w prestiżowym czasopiśmie „Cell Reports”, okazuje się, że mechanizm ten działa inaczej.
Zamiast dynamicznych enzymów ślizgających się po statycznym DNA, to właśnie sama nić DNA rotuje, a synchronizowane enzymy polimerazy pozostają nieruchome względem struktury jądra komórkowego. Taki system zapobiega plątaniu się nici i usprawnia cały proces transkrypcji.
Jak działa ruch DNA?
Badacze porównują ten proces do działania obrotowego stojaka na ubrania w sklepie. Można samemu obejść cały stojak, ale wygodniej jest, gdy stojak sam się obraca, umożliwiając przejrzenie zawartości bez konieczności przemieszczania się.
Podobny mechanizm działa w jądrze komórkowym – transkrypcja genów jest skoordynowanym ruchem, w którym to DNA się obraca, a enzymy RNA-polimerazy współdziałają, tworząc swego rodzaju konwój.
Dlaczego obrót DNA jest tak ważny?
Przez lata naukowcy zastanawiali się, jak komórka radzi sobie z problemem potencjalnego zaplątania i niekontrolowanego nagromadzenia nici RNA. Nowy model wyjaśnia tę zagadkę:
- Lepsza synchronizacja transkrypcji – ruch DNA pozwala polimerazom RNA działać w uporządkowany sposób, co zwiększa efektywność procesu.
- Zapobieganie plątaniu się nici – dzięki obrotowi DNA nowo powstające RNA nie ulega skręceniu i nie dochodzi do niekontrolowanego chaosu w jądrze komórkowym.
- Ułatwiona kontrola jakości RNA – gdy proces transkrypcji napotyka problem, polimerazy mogą chwilowo zatrzymać się, a wadliwe RNA są oznaczane i eliminowane przez komórkowe systemy naprawcze.
Przełom w biologii komórkowej
Dr hab. Tomasz Turowski, kierownik Pracowni Mechanizmów Transkrypcji Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN, podkreśla znaczenie tego odkrycia:
Tradycyjnie uważano, że maszyny produkujące RNA, czyli polimerazy RNA, działają niezależnie, jednak najnowsze badania ujawniają, że na genach rDNA ich działanie jest zsynchronizowane dzięki zjawisku sprzężenia przez obroty DNA. Pokazujemy więc nowy sposób myślenia o genach.
Źródła:
- Cell Reports
- scitechdaily.com
