Ученые из Университета Питтсбурга в США и Школы медицины в Женеве обнаружили, что механизм генной трансляции в клетках организма людей существует не только на уровне ДНК, но и на уровне РНК. Исследователи сообщают об обнаружении нового класса сложных молекул, отвечающих за трансляцию генов, связанных с РНК. Данное открытие на практике подтверждает ранее выдвинутую гипотезу о том, что клетки млекопитающих могут синтезировать РНК путем прямого копирования молекул РНК.

"Впервые нам удалось найти доказательства гипотезы о том, что человеческие клетки способны автономно копировать не только ДНК, но и РНК друг друга. Наши результаты лишний раз подчеркивают сложность организации организма человека и его способность передавать наследственные данные различными способами. Технически, можно сказать, что при помощи всего одного обнаруженного класса молекул организм может копировать всю последовательность генетического профиля организма", - говорит Джон Бино, соавтор исследования.
Прежде считалось, что все РНК в организме людей могут быть воспроизведены только за счет копирования с шаблона ДНК, однако наличие механизмов копирования РНК в РНК заставляет по-новому взглянуть на передачу генной информации. Ученые объясняют, что механизм трансляции РНК связан с ферментом, называемым РНК-полимеразой.
Клеточные РНК образуются в ходе процесса, называемого транскрипцией, то есть синтеза РНК на матрице ДНК, осуществляемого специальными ферментами — РНК-полимеразами. Для одноцепочечных РНК характерны разнообразные пространственные структуры, в которых часть нуклеотидов одной и той же цепи спарены между собой. Некоторые высокоструктурированные РНК принимают участие в синтезе белка клетки, например, транспортные РНК служат для узнавания кодонов и доставки соответствующих аминокислот к месту синтеза белка, а рибосомные РНК служат структурной и каталитической основой рибосом.
Однако функции РНК в современных клетках не ограничиваются их ролью в трансляции. Так малые ядерные РНК принимают участие в сплайсинге эукариотических матричных РНК и других процессах. Помимо того, что молекулы РНК входят в состав некоторых ферментов (например, теломеразы) у отдельных РНК обнаружена собственная энзиматическая активность, способность вносить разрывы в другие молекулы РНК или, наоборот, «склеивать» два РНК-фрагмента.
Сейчас РНК-полимеразы неплохо изучены, но только на примере простейших организмов, таких как дрожжи и бактерии. Однако даже на базе этих исследований биологи констатируют, что РНК-полимераза - это критически важный элемент внутриклеточных процессов. Женевские ученые говорят, что в организме людей РНК и ферменты, связанные с этой кислотой также играют важную роль, но ее лишь предстоит понять.
В рамках проведенных исследований группа специалистов профилировала небольшой объем разновидностей РНК из организма человека, в частности в клетках разных тканей и внутренних органов, и пришла к заключению, что большая часть РНК тесно связана с генами, кодирующими различные протеины.
"Новый класс молекул, позволяющих организму проводить копирование РНК, требует пристального внимания и подробного изучения. Наша технология предоставляет платформу для идентификации и количественной оценки этих молекул и их связи с РНК. В будущем это открывает широчайшие медицинские перспективы", - говорит соавтор исследования Патриция Милос.