Co je Antisense RNA?
RNA nebo ribonukleová kyselina je molekula, která je nedílnou součástí všech forem života. Organismy s genomy DNA vytvářejí kopie svých genů ve formátu RNA. Organismus čte tyto přesné kopie, které dávají „smysl“ a tvoří správné proteiny. Antisense RNA je sekvence, která je opakem „sense“ RNA a tím, že se drží „sense“ RNA, může blokovat správnou tvorbu proteinů. Přestože se antisense RNA v přírodě příliš nevyskytuje, má uplatnění v oblastech vědy, jako je lékařství a geneticky modifikované organismy.
Pravidelný proces produkce proteinu začíná tím, že se DNA konkrétního genu zkopíruje do messengerové RNA (mRNA). Všechny mRNA jsou jednovláknové. Ribosomy a přenosové RNA (tRNA) pak přečtou mRNA a sestaví protein, pro který kóduje gen.
Sekvence mRNA je nezbytná pro produkci správného proteinu. Kromě toho tRNA a ribozomy čtou pouze jedno vlákno, nikoli dvojité vlákno. Antisense RNA je sama o sobě jediným řetězcem, ale má sekvenci bází, která je komplementární k sekvenci bází ve specifické mRNA.
Uracil (U), adenin (A), cytosin (C) a guanin (G) tvoří různé RNA. Uracil se váže na adenin a cytosin se váže na guanin. Například část mRNA, která kóduje CAU, má komplementární antisense sekvenci GUA. Antisense sekvence se váže na mRNA a vytváří dvouvláknový komplex.
Genetičtí inženýři považovali tento koncept za užitečný při vytváření modifikovaných organismů. Jedním takovým příkladem je rajče známé jako Flavr-Savr. Rajčata produkují enzym zvaný polygalakturonáza (PG), který během zrání změkčuje ovoce. PG je kódován rajským genomem. Zemědělci pravidelných rajčat je musí vybírat dříve, než jsou zcela vyzrálí, aby PG nezměknul ovoce dříve, než se dostane do police supermarketu.
Rajčata Flavr-Savr obsahují genetický inženýr, který vytváří antisense verzi PG mRNA. Toto antisense vlákno se drží na většině PG mRNA, kterou rajče produkuje, a tím blokuje produkci PG enzymu. To zabrání tomu, aby rajčata během zrání změkčila, aby zemědělci mohli pěstovat rajčata, která chutnají a vypadají zralá, ale nejsou měkká.
Antisense RNA může mít také uplatnění v medicíně. Některé nemoci, jako je Huntingtonova nemoc, jsou způsobeny geny produkujícími defektní nebo nežádoucí proteiny. Lidé nemohou být chováni, aby měli pozměněný genom, jako jsou rajčata, ale vědci mohou nějakým způsobem dodat antisense RNA nebo gen kódující antisense RNA do buněk, které produkují nežádoucí protein.
Možné způsoby doručení jsou použití viru jako nosiče antisense genu nebo injekce RNA přímo do oblasti. Jedním problémem s vědou je však to, že optimalizace metod doručování je složitá. Další nevýhodou je, že RNA nemusí být dostatečně specifická, aby se zaměřila pouze na nežádoucí mRNA, což je situace, která by mohla být pro pacienta nebezpečná. Příklady antisense RNA v přírodě jsou neobvyklé. Jeden takový výskyt se vyskytuje u lidí a myší, kde gen pro inzulinový růstový faktor dva receptory, zděděný po straně matky, je blokován antisense RNA produkovanou z otcovy verze genu.