Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Vitacoin

Генный паразит для атаки на ДНК человека тримеризуется

Надежда Маркина, Infox.ru

Молекулярные биологи из Института биологии развития Общеста Макса Планка (Max Planck Institute for Developmental Biology) в Тюбингене (Tübingen), Германия, разобрались, как работает «геномный паразит» — ретротранспозон LINE-1. Это мобильный генетический элемент длиной около 6 тыс. пар оснований, который размножается, перемещается вдоль цепи ДНК и встраивается в нее в разных местах. Он ведет себя как настоящий паразит, так как в местах встраивания портит генетический код и может менять работу окружающих генов. Но, помимо непредсказуемых последствий для организма, ретротранспозоны обеспечивают генетическую вариабельность, которая служит необходимым условием для эволюции.

Паразит, похожий на вирус

Схема действия ретротранспозона такова. После того как паразит встраивается в ДНК, он кодирует два фермента — обратную транскриптазу и интегразу. Обратная транскриптаза — фермент, который строит ДНК по матрице РНК (действие, обратное тому, что происходит при синтезе белка). С помощью РНК ретротранспозона производятся новые копии ДНК. А фермент интеграза встраивает эти копии в геном. Ретротранспозон имеет черты, сходные с вирусом: он размножается и встраивается в геном хозяина, но в отличие от вируса не может перемещаться из одной клетки в другую.

В человеческом геноме приблизительно 17% ДНК несет ретротранспозон LINE-1 (long interspersed nuclear element 1). «Такая массивная интеграция ретротранспозона в геном не могла остаться без последствий для эволюции человека, — говорит Оливер Вайхенридер (Oliver Weichenrieder), ведущий специалист по кристаллографии. — Тем не менее мы пока очень мало знаем о механизмах его размножения и внедрения в геном, а также о молекулах, вовлеченных в этот процесс».

Устройство для самовоспроизведения

Роль молекул биологи узнавали через изучение их структуры. Оливер Вайхенридер и Елена Хазина расшифровали кристаллическую структуру одного из двух белков, которые кодируются человеческим ретротранспозоном LINE-1. Этот белок L1ORF1p как раз и есть фермент обратная транскриптаза, которая присоединяется к РНК ретротранспозона и строит по ее матрице ДНК. И таким способом размножает генетического паразита.

Оказалось, что белок L1ORF1p состоит из трех частей. Первая, собственно, и отвечает за то, чтобы три молекулы белка объединились и образовали функционально активный тример. Другие две части каждой из объединившихся молекул обеспечивают соединение белка с РНК. Самым важным открытием Елена Хазина считает распознавание кристаллической структуры домена RRM (RNA Recognition Motif), который распознает РНК. Домен имеет протяженную петлю, стабилизированную солевыми мостиками.

Открытие структуры этого домена позволило ученым понять, как размножается и перемещается человеческий ретротранспозон LINE-1. Но не только. Они нашли домен RRM и в ретротранспозонах, которые паразитируют на геномах различных животных и растений. По-видимому, этот домен необходим в любой ситуации, где требуется связать белок с РНК.

Ретротранспозон LINE-1 не только размножает сам себя, но и отвечает за интеграцию в геном других паразитических последовательностей (Alu sequences). Они имеются только у высших приматов и оккупируют примерно 10% генома человека и человекообразных обезьян. По-видимому, ретротранспозоны сыграли значительную роль в эволюции нашего генома, говорят авторы работы.

У генетических паразитов можно научиться

Работа молекулярных биологов имеет не только чисто научный, но и практический интерес. Ученые полагают, что у ретротранспозонов можно позаимствовать механизм для точного встраивания нужной генетической конструкции в ДНК в целях генотерапии. Это гораздо более точный механизм, чем у используемых сейчас вирусных конструкций.

Статья Elena Khazina and Oliver Weichenrieder Non-LTR retrotransposons encode noncanonical RRM domains in their first open reading frame опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru
21.01.2009

Читать статьи по темам:

вирус эволюция Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Про вакцинацию от гриппа

Не подлежит сомнению, что ежегодная вакцинация от гриппа является единственной реальной мерой предупреждения этой инфекции. Без вакцинации невозможно предотвратить эпидемию гриппа и снизить число тяжелых осложнений, как этого хочет всемирная организация здравоохранения. Тем более что на современном рынке гриппозные вакцины - наиболее безопасные и эффективные среди других вакцин.

читать

Болезнь Альцгеймера и герпес: задачи ясны...

С учетом новых данных авторы предположили, что препараты, применяемые для лечения герпеса, могут также предотвращать развитие слабоумия при болезни Альцгеймера. Возможной альтернативой борьбы с этим заболеванием может быть вакцинация против вируса герпеса.

читать

Аденовирусы перепрограммируют соматические клетки в плюрипотентные

Аденовирусное перепрограммирование клеток намного менее эффективно, чем при использовании ретровирусов. Но при этом ни в одном случае не появилось опухолевых образований, а геномы получившихся плюрипотентных клеток не имеют вирусных вставок.

читать

Нобелевская премия – за ВИЧ и вирус папилломы

Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2008 года разделят Харальд цур Хаузен («за открытие вирусов папилломы человека, вызывающих рак шейки матки») и Франсуаза Барре-Синусси и Люк Монтанье («за открытие вируса иммунодефицита человека»).

читать

Нобелевская премия по физиологии и медицине 2008 г.

Лауреатами премии стали Гарольд цур Хаузен за открытие связи вируса папилломы человека с раком шейки матки и Франсуаза Барре-Синусси и Люк Монтанье за открытие вируса иммунодефицита человека.

читать