RNA i ny rolle

DNA har lenge vært stjernen i molekylærbiologien, men nå viser lillebror RNA muskler. Ny forskning tyder på at RNA regulerer gener.

Publisert

Lillebror ribonukleinsyre (RNA) er ikke veldig forskjellig fra storebror deoksyribonukleinsyre (DNA), altså arvestoffet.

Det som skiller de to brødrene er rett og slett sukkeret de er bygd opp av; RNA er bygget opp av ribose og DNA av deoksyribose. I tillegg avviker de i én av de fire basene de er laget av; uracil finnes i RNA og thymine i DNA.

Dessuten har de litt andre oppgaver i cellene. DNA har siden James Watson og Francis Crick oppdaget hvordan kjernesyren så ut, stått stødig i rampelyset og skygget for sin litt mer unnselige bror.

Lillebror blir stor

Men RNA tøffer seg nå, fordi det viser seg at RNA har mer å si for selve reguleringen av genene i cellene enn det forskerne tidligere har trodd.

Dette ble omtalt som det store gjennombruddet i forskningsverdenen 2002 av det amerikanske forskningstidsskriftet Science.

Hvor viktig er dette?

Umiddelbart hører ikke lillebror RNAs nye oppgave særlig spenstig ut, men den kan faktisk vise seg å ha et stort potensial.

Vi har alle hørt om genterapi der gener blir forandret, for eksempel i et forsøk på å helbrede sykdommer eller mutasjoner som gjør at genene ikke fungerer som de skal.

En gang i framtiden kan kanskje også RNA-terapi bli en viktig del av vår medisinske hverdag. Denne formen for terapi muliggjør at gener blir slått av eller på uten først å fomle direkte med DNA hvor arvestoffet ligger.

“Riboswitches”

En type RNA som lenge har hatt alt å si for produksjonen av proteiner i cellene, er messenger-RNA (m-RNA) eller budbringer-RNA.

m-RNA er en type RNA som overfører informasjon fra DNA til ribosomene, proteinfabrikkene, i cellene. m-RNA er den direkte linken mellom genene som koder for et protein, og proteinet som lages etter denne koden.

Nå viser det seg at det finnes en del små og spesifikke m-RNAer, som har fått det beskrivende navnet “riboswitches” eller ribobrytere (tenk lysbryter, ikke Jon Rønningen.)

Disse ribobryterne binder seg til metabolitter, ingredienser som deltar i de livsviktige biologiske prosessene i cellene.

Når en metabolitt binder seg til en type ribobryter, endrer dette formen på bryteren. Og her kommer navnet “bryter” inn; denne formforandringen fører til at m-RNAet funksjonelt fungerer som en bryter.

Alt etter som hvilken formforandring ribobryteren får, vil et gen bli slått av, eller - noe sjeldnere - slått på. Akkurat som en bryter slår av eller på et lys.

Genregulering

"Glukosamin og ribobryteren fungerer sammen som en saks som klipper over ribobryteren."
"Glukosamin og ribobryteren fungerer sammen som en saks som klipper over ribobryteren."

På denne måten kan metabolitter i cellen, sammen med spesifikke små m-RNAer, direkte regulere hvilke gener som blir uttrykt, og dermed produksjonen av proteiner og andre stoffer i cellen.

For eksempel har forskerne funnet ut at når det er mye av et spesielt sukker kalt glukosamin i en bakteriecelle, vil sukkeret sammen med en ribobryter slå av genet som koder for sukkeret.

Scenariet går som følger: Det er masse glukosamin i en bakteriecelle, så glukosamin binder seg til en ribobryter. I dette tilfellet en ribobryter som samtidig er et ribozym, det vil si et molekyl som kan få m-RNAet til å klippe over seg selv.

Fiffig. Dermed ødelegges genet som koder for glukosamin, og det blir ikke produsert mer sukker.

For å si det bedriftsøkonomisk: Etterspørsel og forbruk regulerer hverandre: Glukosaminet vil binde seg til et ribozym først når cellens behov for sukkeret er nådd, og dette vil slå av produksjonen.

Når det blir mindre glukosamin vil det skape et behov i cellen, etterspørselen øker, og glukosaminet vil frigjøres fra ribozymet, og vips vil cellen produsere sukkeret igjen.

Mange ribobrytere

Det er molekylærbiolog Ronald Breaker og kolleger ved Yale University i USA som har funnet denne ribobryteren som også er et ribozym. Funnet blir snart publisert i Nature.

Ribobryteren ovenfor er den åttende som er identifisert så langt, men Breaker mener “bakterier er stappa” med ribobrytere. Det gjelder bare å finne dem.

Litteratursøk

Ribobryterne ble funnet av Breaker og hans kolleger etter et massivt litteratursøk innen molekylærbiologien.

Forskerne har lenge mistenkt at det finnes metabolitter i cellen som binder seg til spesielle proteiner, for på den måten å slå på eller av gener.

Men i sju artikler hadde ikke forskerne klart å finne disse proteinene. Ikke rart når m-RNA som vanligvis bare blir forbundet med transport av gener fra DNA til ribosomene, også gjorde dette.

Les mer…

Science