DNA známe všichni. Je to molekula, v níž máme zabudovanou genetickou informaci. Asi si pamatujeme její charakteristický tvar šroubovice ze dvou spojených vláken. Jak se ovšem ukázalo, tohle není jediný tvar, ve kterém se DNA v buňkách může vyskytovat.
Australští vědci zveřejnili v magazínu Nature Chemistry studii, která se zdá potvrzovat výskyt „uzlíků“ složených ze čtyřech vláken DNA, tzv. i-motifů. O této potenciální struktuře se mluvilo dlouho; není totiž problém ji za určitých podmínek připravit (např. v kyselejším prostředí než v buňkách). Zda je to ovšem možné i v buňkách, a zda se to opravdu děje, zůstávalo otevřenou otázkou. Autoři nové práce z australského Garvanova Institutu jako první dokázali tyto i-motivy najít i v živé lidské buňce.
První pokus o opravu DNA přímo v těle pacienta |
Ze školních lavic si možná pamatujete, že DNA se skládá mimo jiné ze čtyř nukleových bází - písmenek A, G, C nebo T (adenin, guanin, cytosin, thymin). Ve dvoušroubovici se adenin váže s thyminem (A-T) a guanin s cytosinem (G-C). V nově objeveném tvaru je to jinak: báze cytosinu se pojí s druhým cytosinem (C-C).
„Uzlíky“ i-motif se nachází jen ve velmi malé části lidského genomu, a autorům výzkumu se je podařilo najít s pomocí velmi pečlivého „prosívání“ DNA. Vyvinuli protilátku (imunoglobulin), která se navazuje právě na strukturu i-motivu - ovšem ne na běžnou DNA, či jiné látky v buňce (protilátka musí být velmi přesně zacílená, tj. specifická, jinak samozřejmě poskytne falešně pozitivní výsledek). Protilátku „obohatili“ o sloučeninu, která po ozářením světlem určité vlnové délky ochotně zeleně fluoreskuje, a je ji tedy v buňce snadné najít.
Pak látku vstříkli do živých buněk a ty ozářili - a k jejich nepochybné radosti se některé části DNA „rozsvítily“. Jak se tedy ukázalo, i-motivy tedy vznikají i živých buňkách - a také zanikají. Světla se rozsvěcovala a zhasínala, z čehož zřejmě vyplývá, že i-motivy vznikají a pak zase zanikají. Podle všeho se tak děje někdy v určitých fázích „přepisu“ informace v DNA do bílkoviny, ale to tým zatím pouze odhaduje.
Proč vlastně „uzlíky“ na DNA vznikají, zatím není jasné. Dílčí výsledky naznačují, že nejspíše podílejí na řízení činnosti DNA a regulaci funkci některých genů (tzv. genovou expresi). To je ovšem velmi obecné prohlášení: řízení přepisu DNA je z pochopitelných důvodů (jeho složitosti i nároků na nízkou chybovost) velmi komplikované a podílí se na něm řada dalších mechanismů. Podobné je to i s regulací genů: buňky totiž mají celou řadou možností, jak zvýšit, či naopak snížit aktivitu nějakého genu a jeho vliv na buňku. Dá se tak například určit, kolik bílkoviny se podle daného genu vyrobí.
Objev se sice může zdát velmi překvapivý, na druhou stranu je nutné poznamenat, že funkce velké části DNA je pro nás stále neznámou. Ty nejdůležitější funkce DNA už zřejmě známe, dokážeme v laboratoři účinně měnit a ovlivňovat. Nových výsledků také přibývá velmi rychlým tempem. Přesto se odborníci víceméně shodují v tom, že k poznání všech funkcí DNA v buňce máme stále daleko.
I-Motif není jedinou předpokládanou modifikací tvaru DNA. V laboratorních podmínkách (in vitro) se zkoumá celá řada struktur: různé formy dvoušroubovice (A-DNA, Z-DNA), křížové i kruhové. Ovšem spletitý i-motif se stává prvním, jehož existenci v lidském těle (in vivo) se podařilo dokázat.
Garvan researchers have discovered an entirely new structure of DNA in our cells. It's called an 'i-motif' and it's DNA, but not as we know it! https://t.co/djEvROS9V9 @NatureChemistry @MarcelDinger @Mahdi__Zeraati https://t.co/Sp8M73szFe
Informace: V článku jsme opravili nepřesný popis procesu detekce i-motivů v buňce.
