Ένζυμο των ανθρώπινων κυττάρων δείχνει να καταρρίπτει το κεντρικό δόγμα της Βιολογίας

Οι πληροφορίες που περιέχει το DNA αντιγράφονται σε μόρια RNA τα οποία με τη σειρά τους δίνουν εντολή για την παραγωγή πρωτεϊνών.

Αυτό είναι με λίγα λόγια το λεγόμενο «κεντρικό δόγμα της Βιολογίας» για τη ροή της γενετικής πληροφορίας στα κύτταρα.

Μόνο που το δόγμα δείχνει τώρα να ανατρέπεται από μελέτη που υποδεικνύει ότι η πληροφορία μπορεί να κινείται και στην αντίθετη κατεύθυνση, με τα κύτταρα να αντιγράφουν τις πληροφορίες του RNA πίσω σε μόρια DNA.

Είναι ένα φαινόμενο που μέχρι σήμερα είχε καταγραφεί σε ιούς, όχι όμως και στα κύτταρα ευκαρυωτικών οργανισμών όπως ο άνθρωπος.

Η μελέτη που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση Science Advances «ανοίγει την πόρτα για επόμενες έρευνες που θα μας βοηθήσουν να καταλάβουμε ποια μπορεί να είναι η σημασία αυτού του μηχανισμού» λέει ο Ρίτσαρντ Πόμεραντζ του Πανεπιστημίου «Τόμας Τζέφερσον» στη Φιλαδέλφεια, επικεφαλής της ερενητικής ομάδας.

Πολυμεράση

Τα κύτταρα αντιγράφουν τα μόρια DNA ή RNA με ένζυμα που ονομάζονται πολυμεράσες. Τρεις τέτοιες πολυμεράσες αναλαμβάνουν να δημιουργήσουν αντίγραφα του γενετικού υλικού μας όταν τα κύτταρα πολλαπλασιάζονται, ενώ 11 άλλες πολυμεράσες ευθύνονται για άλλες λειτουργίες, όπως για παράδειγμα η επιδιόρθωση τυχόν βλαβών στην αλληλουχία του DNA.

Η νέα μελέτη αφορά την πολυμεράση θήτα, μια από τις πολυμεράσες του μηχανισμού γενετικής επιδιόρθωσης, η οποία όμως κάνει συχνά λάθη και εισάγει έτσι μεταλλάξεις στο ανθρώπινο γονιδίωμα.

Ο Πόμεραντζ άρχισε να διερευνά το θέμα όταν παρατήρησε ότι η πολυμεράση θήτα είναι εξίσσου επιρρεπής σε λάθη με μια πολυμεράση του ιού HIV που ονομάζεται αντίστροφη μεταγραφάση.

Ο HIV χρησιμοποιεί το RNA ως μόριο γενετικού υλικού. Η αντίστροφη μεταγραφάση του επιτρέπει να αντιγράφει (ή μεταγράφει) τα γονίδιά του σε μόρια DNA, τα οποία στη συνέχεια ενσωματώνονται στα ανθρώπινα χρωμοσώματα.

Ένζυμα αντίστροφης μεταγραφάσης υπάρχουν σε πολλούς ακόμα ιούς με γενετικό υλικό RNA, υποτίθεται όμως ότι δεν υπάρχουν στα ζώα.

Διαβάστε επίσης: Επιστημονική διαμάχη για το εάν ο κοροναϊός ενσωματώνει γονίδιά του στα ανθρώπινα κύτταρα

Κι όμως, τα εργαστηριακά πειράματα έδειξαν ότι η πολυμεράση θήτα μπορεί να μεταγράφει το RNA σε DNA εξίσου καλά με την αντίστροφη μεταγραφάση του HIV. Οι επιδόσεις της στη μετατροπή του RNA σε DNA ήταν μάλιστα καλύτερες από ό,τι στην απλή επιδιόρθωση του DNA, η οποία υποτίθεται ότι είναι η βασική λειτουργία του ενζύμου.

«Η μελέτη μας υποδεικνύει ότι βασική λειτουργία της πολυμεράσης θήτα είναι να δρα ως αντίστροφη μεταγραφάση» λέει ο Πόμεραντζ.

«Το γεγονός ότι μια ανθρώπινη πολυμεράση μπορεί να κάνει κάτι τέτοιο και μάλιστα με υψηλή αποτελεσματικότητα εγείρει πολλά ερωτήματα» συνεχίζει ο ερευνητής.

Όπως εικάζει, η λειτουργία αντίστροφης μεταγραφάσης δεν αποκλείεται να συνδέεται με την επιδιόρθωση του DNA, καθώς θα επέτρεπε στα κύτταρα να χρησιμοποιούν τα έτοιμα μόρια RNA ως «πρωτότυπο» με βάση το οποίο διορθώνουν τα ελαττωματικά μόρια DNA.

Τα ευρήματα θα μπορούσαν επίσης να έχουν σημασία και για την αντιμετώπιση του καρκίνου. Όπως λέει ο Πόμεραντζ, «στα καρκινικά κύτταρα, η πολυμεράση θήτα παράγεται σε υψηλά επίπεδα και ενισχύει την ανάπτυξη του καρκίνου και την εμφάνιση ανθεκτικότητας στα φάρμακα».

Δεδομένου όμως ότι η ανακάλυψη έρχεται σε αντίθεση με την κρατούσα άποψη της Γενετικής, τα ευρήματα θα πρέπει να επιβεβαιωθούν με νέες μελέτες.