În 1990 (R. Jorgensen) a pus în evidenta ARN-interferent, un fel de rascruce de cai metabolice, având o structura asemanatoare ARN-mesager, dar forma dublu catenara ca a moleculei de ADN. ARN-interferent este un puternic factor de silentiere a exprimarii genice.
La începutul anilor '90 biologii moleculari obţinuseră o serie de rezultate neaşteptate, dificil de interpretat. Cele mai şocante efecte fuseseră obţinute de botanişti care încercaseră să crească intensitatea culorii petuniilor prin introducerea unei gene ce codifica pigmentul roşu în flori. Dar în locul imtensificării culorii acest tratament a determinat pierderea completă a culorii şi petuniile au devenit albe! Mecanismul acestui proces a fost elucidat abia mai târziu de cei doi viitori laureaţi ai premiului Nobel. Aceştia studiau modul de reglare a expresiei genetice la nematodul Caenorhabditis elegans
Injectarea de ARNm ce codifica o proteină musculară nu a determinat apariţia vreunui modificări la nivelul viermelui. Codul genetic prezent în ARNm este considerat ca secvenţă "sens", iar injectarea de secvenţă "antisens", care face pereche cu ARNm de asemenea nu determina vreo modificare. Dar când cei doi au injectat cele 2 secvenţe, sens şi antisens împreună, au observat că viermele prezintă mişcări speciale, întâlnite la viermii cu lipsa completă a unei gene funcţionale pentru proteina musculară. Când moleculele sens şi antisens se întâlnesc, se cuplează pentru a forma ARN dublu-catenar. Interferenţa ARN este activată doar când moleculele ARN apar ca pereche în celulă. ARNds activează maşinăria biochimcă care degradează acele molecule ARNm ce poartă un cod genetic identic cu cel al ARNds. Când aceste ARNm dispar, gena corespunză toare devine "mută" şi nu se mai produc astfel proteinele codate. Doar injectarea de ARNds determină pierderea eficientă a ARNm ţintă; inhibarea de către ARN monocatenar (ARNs) sens sau antisens este foarte slabă sau absentă. Inhibarea este specifică pentru ARNm omolog ARNds; alte ARNm rămân neafectate. ARNds trebuie să corespundă secvenţei ARNm mature; secvenţele promoter sau intron nu determină vreun răspuns, ceea ce indică un mecanism postranscripţional. Molecula ARNm dispare ulterior prin degradare. Sunt suficiente doar câteva molecule ARNds per celulă pentru a determina o inhibiţie completă printr-un mecanism amplificator de tip catalitic. În mai puţin de 1 an de la publicarea articolului celor doi în revista Nature prezenţa ARNi a fost documentată în nenumărate alte organisme, procariote şi eucariote; o excepţie remarcabilă este drojdia Saccharomyces cerevisiae. Interferenţa ARN apare la plante, animale, oameni. Este de o importanţă majoră în reglarea expresiei genice, participă la apărarea antivirală. Asigură stabilitatea genomului prin blocarea elementelor mobile (transpozonilor), reprimă sinteza proteică şi reglează dezvoltarea organismelor, menţine cromatina condensată şi inhibă transcripţia. Interferenţa ARN oferă de asemenea o nouă unealtă experimentală pentru supresia genică specifică şi ar putea fi extrem de utilă în viitor pentru terapia genică. Descoperirea faptului că celulele posedă un mecanism special de supresie a expresiei genelor homologe prin recunoaş- terea şi procesarea ARNds a fost neaşteptată şi a lărgit dramatic orizontul cunoaşterii privind controlul expresiei genice. În mod remarcabil, maşinăria ARNi poate controla atât ARNds care pătrunde în celule cât şi ARNds generat în interiorul celulelor. Dezvoltarea unui organism şi funcţionarea adecvată a celulelor şi ţesuturilor este dependentă de existenţa unui ARNi intact. Infecţia cu virusuri ARN poate fi blocată prin ARNi, în special la plante şi organismele inferioare, iar elementele străine din genom (virusurile şi transpozomii) pot fi menţinute silenţioase. În viitor se speră că această descoperire excepţ ională va putea fi folosită în medicina clinică şi agricultură. Recent o genă ce determină hipercolesterolemie la animalul de laborator a putut fi inhibată prin tratarea acestuia cu ARNi. Sunt în desfăşurare cercetări pentru utilizarea ARNi ca tratament în infecţiile virale, boli cardiovasculare, cancer, tulburări endocrine.
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu