Co to jest antysensowny RNA?
RNA lub kwas rybonukleinowy jest cząsteczką, która jest integralna dla wszystkich form życia. Organizmy z genomami DNA wykonują kopie swoich genów w formacie RNA. Organizm odczytuje te dokładne kopie, które mają „sens” i tworzy prawidłowe białka. Antysensowny RNA jest sekwencją, która jest przeciwieństwem „sensownego” RNA, a przylegając do „sensownego” RNA, może blokować prawidłowe tworzenie białek. Chociaż antysensowny RNA nie występuje powszechnie w naturze, ma zastosowanie w takich dziedzinach nauki, jak medycyna i organizmy genetycznie zmodyfikowane.
Regularny proces produkcji białka rozpoczyna się od skopiowania DNA określonego genu do informacyjnego RNA (mRNA). Wszystkie mRNA są jednoniciowe. Rybosomy i przenoszące RNA (tRNA) następnie odczytują mRNA i budują białko, dla którego koduje gen.
Sekwencja mRNA jest niezbędna do produkcji właściwego białka. Ponadto tRNA i rybosomy odczytują tylko pojedyncze nici, a nie podwójne nici. Antysensowny RNA sam w sobie jest pojedynczą nicią, ale ma sekwencję zasad, która jest komplementarna do sekwencji zasad w konkretnym mRNA.
Uracil (U), adenina (A), cytozyna (C) i guanina (G) tworzą różne zasady RNA. Uracil wiąże się z adeniną, a cytozyna wiąże się z guaniną. Na przykład część mRNA kodującego CAU ma komplementarną antysensowną sekwencję GUA. Antysensowna sekwencja wiąże się z mRNA, tworząc kompleks dwuniciowy.
Inżynierowie genetyczni uznali tę koncepcję za przydatną w tworzeniu zmodyfikowanych organizmów. Jednym z takich przykładów jest pomidor znany jako Flavr-Savr. Pomidory wytwarzają enzym zwany poligalakturonazą (PG), który zmiękcza owoce podczas dojrzewania. PG jest kodowany przez genom pomidora. Rolnicy zwykłych pomidorów muszą je zbierać, zanim osiągną pełną dojrzałość, aby PG nie zmieniło miękkości owoców, zanim dotrą do półki w supermarkecie.
Pomidory Flavr-Savr mają dodatkowy gen umieszczony tam przez inżynierów genetycznych, który wytwarza antysensowną wersję mRNA PG. Ta antysensowna nić przylega do większości mRNA PG produkowanego przez pomidor, a tym samym blokuje wytwarzanie enzymu PG. Dzięki temu pomidory nie stają się miękkie podczas dojrzewania, dzięki czemu rolnicy mogą hodować pomidory, które smakują i wyglądają dojrzale, ale nie są miękkie.
Antysensowny RNA może mieć również zastosowanie w medycynie. Niektóre choroby, takie jak choroba Huntingtona, są powodowane przez geny wytwarzające wadliwe lub niepożądane białka. Nie można hodować ludzi, aby mieli zmieniony genom, taki jak pomidory, ale naukowcy mogą w jakiś sposób dostarczyć antysensowny RNA lub gen kodujący antysensowne RNA do komórek, które wytwarzają niepożądane białko.
Możliwe jest zastosowanie wirusa jako nośnika genu antysensownego lub wstrzyknięcie RNA bezpośrednio w ten obszar. Jednym z problemów w nauce jest jednak to, że optymalizacja metod dostarczania jest złożona. Inną wadą jest to, że RNA może nie być wystarczająco specyficzny, aby celować tylko w niepożądane mRNA, co może być niebezpieczne dla pacjenta. Przykłady antysensownego RNA w naturze są rzadkie. Jedno takie zdarzenie ma miejsce u ludzi i myszy, gdzie gen receptora insulinopodobnego czynnika wzrostu 2, odziedziczony po stronie matki, jest blokowany przez antysensowny RNA wytwarzany z wersji genu ojca.