Το DNA μπορεί να διαβαστεί είτε προς τα εμπρός είτε προς τα πίσω

Μια νέα μελέτη αποκαλύπτει ότι βακτηριακή DNA can be read either forwards or backwards due to the presence of symmetry in their DNA σήματα¹. Αυτό το εύρημα αμφισβητεί την υπάρχουσα γνώση σχετικά με τη γονιδιακή μεταγραφή, τον μηχανισμό με τον οποίο τα γονίδια μεταγράφονται σε αγγελιοφόρο RNA προτού μεταφραστούν σε πρωτεΐνες.

Το τρανη γραφή των γονιδίων απαιτεί κανονικά την παρουσία μιας περιοχής προαγωγέα πριν από την έναρξη του γονιδίου που είναι υπεύθυνο για τη μεταγραφική έναρξη ενός συγκεκριμένου γονιδίου και μιας περιοχής τερματισμού που απαιτείται για τη διακοπή της μεταγραφής για να εξασφαλιστεί η ακέραια του μεταγραφής πλήρους μήκους. Αυτές οι περιοχές προαγωγέα και τερματισμού είναι συνήθως μονής κατεύθυνσης στη φύση και εμπλέκονται σε μεταγραφή το γονίδιο προς τα εμπρός. Στην τρέχουσα μελέτη με επικεφαλής τον καθηγητή David Grainger και τους συνεργάτες του στο Πανεπιστήμιο του Birmingham, αποκαλύφθηκε ότι το 19% των τοποθεσιών έναρξης μεταγραφής σε Ε. coli σχετίζονται με έναν αμφίδρομο προαγωγέα. Αυτοί οι αμφίδρομοι προαγωγείς είναι κοινοί σε βακτήρια και αρχαία και διαθέτουν συμμετρία με τέτοιο τρόπο ώστε οι βάσεις που απαιτούνται για την έναρξη της μεταγραφής να υπάρχουν και στους δύο κλώνους DNA σε αντίθεση με το μονόκλωνο. Έχει ήδη αποδειχθεί στα βακτήρια ότι οι περιοχές τερματισμού είναι αμφίδρομης φύσης².

Οι συνέπειες της εκκίνησης αμφίδρομης μεταγραφής είναι επί του παρόντος ασαφείς και δικαιολογούν περαιτέρω έρευνα και διερεύνηση. Σημαίνει αυτό ότι περισσότερες πληροφορίες μπορούν να μεταγραφούν από μια περιορισμένη περιοχή του γονιδιώματος ή βοηθά στην αποφυγή συγκρούσεων ανάγνωσης με άλλες αλληλουχίες; Ή προτείνει πρόσθετους ρυθμιστικούς μηχανισμούς για τον έλεγχο της γονιδιακής μεταγραφής. Το επόμενο βήμα θα ήταν να γίνει έρευνα και να διερευνηθεί αυτός ο μηχανισμός σε ζυμομύκητες, έναν μονοκύτταρο ευκαρυώτη.

Το εύρημα της αμφίδρομης μεταγραφής μπορεί να έχει τεράστιες επιπτώσεις στον τομέα της βιοτεχνολογίας και της υγειονομικής περίθαλψης, καθώς η σύγχρονη ιατρική εξαρτάται σημαντικά από τον τρόπο τροποποίησης των γονιδίων για την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση τους, ανακουφίζοντας έτσι τη νόσο.

***

αναφορές

1. Warman, E. A., et al. Widespread divergent transcription from bacterial and archaeal promoters is a consequence of DNA-sequence symmetry. 2021 Nature Microbiology. DOI: https://doi.org/10.1038/s41564-021-00898-9
2. Ju X, Li D και Liu S. Το προφίλ RNA πλήρους μήκους αποκαλύπτει διάχυτους αμφίδρομους τερματιστές μεταγραφής στα βακτήρια. Nat Microbiol 4, 1907–1918 (2019). DOI: https://doi.org/10.1038/s41564-019-0500-z