RNK igra ključnu ulogu u regulaciji gena i objašnjava razlike između ćelija uprkos istom DNK. Samo ~2% DNK kodira proteine; ostatak proizvodi nešifrujuće RNK koje regulišu ekspresiju gena. Postoji više od 50 hemijskih modifikacija RNK koje su dinamične i povezane s bolestima — stoga naučnici pokreću Human RNome Project kako bi sekvencirali sve RNKe i otvorili put ka novim terapijama.
RNK: Ključ Tamne Materije Genoma — sekvenciranje koje može promeniti dijagnostiku i terapije
There is still a great deal unknown about RNA and its modifications.Christoph Burgstedt/Science Photo Library via Getty Images
Iako su ćelije oka, bubrega, mozga i prstiju očigledno različite, njihov osnovni genetski plan — DNK — je gotovo isti. Razlike u funkciji i izgledu ćelija često proističu iz procesa koji upravljaju time kada i gde se ti genetski podaci koriste. Sve više dokaza pokazuje da uloga RNK u tom procesu nije sporedna: ona je centralni regulator koji osvetljava "tamnu materiju" genoma.
Šta je RNK i zašto je važna?
RNK (ribonukleinska kiselina) je dugo bila smatrana samo glasnikom DNK, međutim danas znamo da je mnogo više od toga. Samo približno 2% ljudske DNK kodira proteine; ostatak — tzv. tamna materija genoma — prepisuje se u razne oblike nešifrujuće RNK koji mogu regulisati ekspresiju gena i oblikovati specifičnost ćelija.
Raznovrsnost i modifikacije RNK
Postoje desetine vrsta RNK po veličini i funkciji: kratke, duge, ribosomalne, transfer RNK (tRNA) i mnoge druge. Veliki deo transkribovane RNK prolazi kroz obradu i hemijske modifikacije posle nastanka. Te modifikacije, poznate kao epitranskriptom, obuhvataju više od 50 različitih hemijskih izmena u ćeliji i značajno su brojnije i dinamičnije od epigenetskih markera na DNK.
Za razliku od nekih DNK markera koji mogu biti nasledni, modifikacije RNK se često menjaju u skladu sa trenutnim stanjem ćelije i omogućavaju brz, prilagodljiv odgovor — na primer, pri stresu.
Vezе izmena RNK za bolest
Istraživanja pokazuju da promene u modifikacijama RNK mogu uticati na razvoj bolesti. Primer su modifikacije na transfer RNK (tRNA) koje su povezane sa pokretanjem tumora, otpornošću na hemoterapiju, ali i sa razvojnim i neurološkim poremećajima. Razumevanje kako i kada se ove modifikacije pojavljuju može otvoriti nove puteve za dijagnostiku i lečenje.
The central dogma of biology states that genetic information flows from DNA to RNA to protein.National Human Genome Research Institute
Tehnološki izazovi i napredak
Sekvenciranje RNK i detekcija njenih modifikacija su tehnički zahtevniji od sekvenciranja DNK: RNK je nestabilnija, strukturno raznovrsnija i zahteva nove metode za identifikaciju različitih hemijskih izmena, često istovremeno. Uprkos tome, tehnološki napredak poslednjih decenija doveo je do prave renesanse RNK — RNK postaje ključna u razvoju vakcina, terapija i istraživanja bolesti.
Human RNome Project
Da bi se sistematski razumelo sveobuhvatno delovanje RNK, naučnici pokreću inicijative poput Human RNome Project — projekat koji ima za cilj da sekvencira i mapira sve RNKe i njihove modifikacije u zdravim i bolesnim ćelijama. Takve mape mogu ubrzati otkrića, nove tehnologije i razvoj terapija.
Zaključak
RNK nije više „samo glasnik“ DNK — to je dinamički regulator genetske informacije koji igra ključnu ulogu u zdravlju i bolesti. Sistematsko mapiranje RNome i razumevanje epitranskriptoma obećava nova otkrića i mogućnosti za prevenciju, dijagnostiku i terapiju bolesti.
Autori: Thomas Begley i Marlene Belfort, University at Albany, State University of New York.
Napomena o finansiranju i interesima: Thomas Begley prima finansiranje od NIH. Marlene Belfort nema poslovne ili konsultantske veze, akcije ni finansiranje od organizacija koje bi imale korist od ovog članka, i nije prijavila relevantne konflikte osim akademske pozicije.
Pomozite nam da budemo bolji.
