Jeden gen, a dużo białek czyli jak RNA reguluje ekspresję genów

Autorka: Monika Lamparska-Przybysz, Kierownik ds. Współpracy Nauka – Biznes

W latach siedemdziesiątych naukowcy sądzili, że jeden gen koduje jedno mRNA, które z kolei koduje jedno białko. Dotyczy to głównie bakterii i innych organizmów jednokomórkowych; jednak w przypadku życia wielokomórkowego jeden gen koduje jedno mRNA, które można składać na różne sposoby, tworząc wiele różnych białek. Nazywa się to splicingiem alternatywnym. W komórkach eukariotycznych posiadających jądro komórkowe) jeden informacyjny RNA (mRNA) może ulec obróbce (splicingowi) na różne sposoby, w wyniku której w oparciu o jedno mRNA powstanie wiele różnych wariantów białek. Nowo wytworzone mRNA jest modyfikowane z wykorzystaniem spliceosomu, która działa jak nożyczki i klej w komórce. odcinając niechciane sekwencje kodu mRNA i ponownie skleja powstałe fragmenty mRNA z tworząc dojrzałe mRNA, które podlegając translacji na rybosomie tworzy białko. Hipoteza świata RNA wskazuje, że zdolność wytwarzania więcej niż jednego białka z jednego mRNA przyspieszyła ewolucję życia wielokomórkowego. Oznaczało to, że organizm mógł tworzyć nowe białka bez przechodzenia przez długi proces ewolucji nowych genów. Dodatkowo mogłyby pojawić się przypadkowe mutacje, które spowodowałyby składanie istniejących mRNA na różne inne sposoby. mRNA powstałe w wyniku alternatywnego splicingu kodowały zupełnie nowe białka, które mogły napędzać zupełnie nowe procesy komórkowe, napędzając ewolucję złożonego życia. Alternatywny splicing to genialny sposób tworzenia różnorodnych białek ze stosunkowo niewielkiej liczby genów. Jedną z niespodzianek projektu Human Genome Project było to, że ludzki genom koduje tak niewiele genów. Naukowcy przewidywali, że będzie około 100 000 ludzkich genów, ale liczba ta jest bliższa 20 000. Geny te są składane na różne sposoby, tworząc ogromną liczbę ludzkich białek.

Zródło: Biologia-Genetyka Prószyński i S-ka SA 2000