Znajdź zawartość

Przy opisywaniu dziedziczenia przyjęło się traktować ten proces wyłącznie jako zależny od informacji zapisanej w DNA. Okazuje się jednak, że oprócz tego mechanizmu istnieje także druga grupa zjawisk, które kontrolują aktywność genów przekazywanych potomstwu. Jeden z mechanizmów decydujących o pozagenowym (lub, mówiąc fachowym językiem, epigenetycznym) dziedziczeniu został niedawno odkryty przez amerykańskich naukowców. Badacze z laboratorium Cold Springs Harbor rozszerzyli dostępną dotychczas wiedzę na temat sposobu, w jaki sposób upakowanie nici DNA w jądrze komórkowym wpływa na rozwój komórek potomnych. Nić ta jest nawinięta na białka zwane histonami, wraz z którymi tworzy strukturę zwaną chromatyną, przypominającą sznur z nawleczonymi koralami. Im silniej histony wiążą w danym miejscu z DNA, tym mniej aktywne są położone w tym miejscu nici geny. Takie "ciche" obszary genomu komórki nazywamy heterochromatyną. Tworzy ona około 10% całego genomu człowieka i "rozluźnia" swoją strukturę wyłącznie w czasie kopiowania DNA na potrzeby podziału komórkowego. Podczas replikacji materiału genetycznego dochodzi do powielenia nie tylko samej jego sekwencji, lecz także miejsc, w których powstaje heterochromatyna. Oznacza to, że nawet bliźnięta o identycznej informacji genetycznej mogą wykazywać inną ekspresję genów z powodu zjawisk epigenetycznych. Dotychczas nie było jasne, w jaki sposób dochodzi do "zapamiętywania" przez potomne komórki sposobu, w który histony łączą się z określonymi odcinkami DNA. Jako model do badań posłużyły drożdże piekarskie, bardzo często stosowane w tego typu eksperymentach. Odkryto, że za zjawiskiem stoi mechanizm tzw. interferencji RNA (za jego odkrycie przyznano w 2006 Nagrodę Nobla). Polega on na bardzo precyzyjnym wyłączaniu aktywności określonych genów za pomocą krótkich nici RNA. Okazało się, że do syntezy RNA odpowiedzialnego za interferencję dochodzi wyłącznie podczas podziału komórek, kiedy to cała nić DNA (a więc także heterochromatyna) na krótki okres rozluźnia się i staje się aktywna. Właśnie przez ten krótki czas dochodzi do syntezy RNA, które następnie reguluje proces powstawania struktury chromatyny. Badacze zauważyli jednocześnie, że bardzo podobny proces zachodzi u niektórych roślin. Odkryto bowiem, że pod wpływem zmiany temperatury dochodzi do zmiany nasilenia zjawiska interferencji RNA. Roślina musi przejść przez okres chłodu, by z nasiona zaczął powstawać zalążek nowego pędu (właśnie w tym czasie dochodzi do zmian w ekspresji genów pod wpływem zmiany temperatury). Proces ten widać doskonale w przypadku niektórych zbóż, zwanych ozimymi. Artykuł na temat szczegółów odkrycia został opublikowany w najnowszym numerze czasopisma Current Biology.