Когато клетките са изложени на животозастрашаващ стрес, те предприемат незабавни действия, за да оцелеят. Освен другите защитни механизми, с които те разполагат, клетките започват да произвеждат протеини, осъществяващи жизненоважни функции като възстановяване на увредената ДНК, съобщи уебсайтът на Масачузетския технологичен институт.
Учените от МТИ и университета „Албани“ в Ню Йорк са открили един от начините, с които клетките успяват да засилят производството на тези протеини. Те са установили, че когато клетките са изложени на стрес, програмират сложна система от химични изменения на РНК молекулите, които отговарят за разчитането на генетичния код и контролирането на производството на протеини.
Смята се, че този механизъм участва не само в клетъчната реакция на стресови фактори като излагане на токсични химикали и радиация, но и на хормони, фактори на растежа и хранителни вещества, твърди проф. Питър Дедън, един от авторите на изследването. В момента той изучава как бактериите използват тази система, за да реагират на стреса при атаките на човешките бели кръвни телца. Това може да помогне на учените да създадат антибиотици, които да неутрализират защитни системи на бактериите.
ДНК е основният организатор на всяко действие на клетката, но тъй като не може да напуска клетъчното ядро, има нужда от помощни молекули, за да предава инструкциите си. Гените – последователности от нуклеинови киселини, които съдържат инструкции за произвеждането на специфични протеини – се копират в матричната (информационна) РНК. Тя пренася протеиновите инструкции от клетъчното ядро до клетъчните структури, наречени рибозоми, където се превежда генетичната информация като серии от трибуквени последователности, всяка от които изисква определена аминокиселина (основните елементи на протеините). Тези аминокиселини се доставят до рибозомите от транспортната РНК. Подобно на другите видове РНК, транспортната РНК се състои от последователност от четири основни рибонуклеозиди – аденозин, гуанозин, ситидин и уридин. След като транспортната РНК се синтезира обаче, тези рибонуклеозиди обикновено претърпяват многобройни химични изменения, които променят структурата и функцията й. Преди няколко години Томас Бегли, професор от Университета Албани, откри, че за да оцелеят при излагане на токсични химикали, дрождите имат нужда от ензими, които изменят транспортната РНК. Един от тези гени кодира ензим, предизвикващ изменение, което подобрява ефективността на протеиновия синтез в рибозомите, особено при протеини, съдържащи аминокиселината аргинин. След като изследвал генома на дрождите за гени, богати на аргинин, Бегли открил, че тези гени са от изключително значение за клетъчните защитни механизми срещу токсичните вещества.
В последното изследване Бегли и Дедън проучили всички 25 модификации на транспортната РНК, открити в дрождите, след което третирали клетките на дрождите с токсичен химикал. Нивата на различните модификации варирали в зависимост от използвания химикал. За да демонстрират значението на специфичните модификации на РНК за оцеляването на клетките, учените елиминирали отделни протеини, които отговарят за измененията, и установили, че клетките са много по-податливи на вредното въздействие на химикалите. „Досега се смяташе, че модификацията на транспортната РНК е статична. Това изследване показва, че нивото на изменение варира постоянно“, обясняват учените. Предишни изследвания са показвали, че подобни изменения могат да потиснат развитието на тумори. По-задълбоченото изследване на тези системи може да доведе до нови методи за диагностика, смята Бегли.