به گزارش بنیان به نقل از ScienceDaily، محققان دانشگاه Thomas Jefferson دریافتند DNA پلیمراز θ انسانی همچون ریورس ترنسکریپتازهای رتروویروسی، RNA را رونویسی معکوس می کند. نتایج این پژوهش همچنین نشان داد که پلیمراز θ باعث ترمیم DNA با الگوی RNA (RNA-templated DNA repair) در سلول های پستانداران می شود. این موضوع به طور قوی قضیه central dogma در زیست شناسی را به چالش می کشد و می تواند تاثیرات گسترده ای بر بسیاری از مباحث بیولوژی داشته باشد. تاکنون تصور بر این بوده است که پلیمرازها فقط در یک جهت یعنی تبدیل DNA به DNA یا RNA فعالیت می کنند. این امر مانع از رونویسی مجدد پیام های RNA به DNA ژنومی می شود.

از میان 14 DNA پلیمراز که در سلول های پستانداران یافت می شود، تنها 3 تا از آن ها بخش عمده مضاعف شدن کل ژنوم را به منظور تقسیم سلولی انجام می دهند. 11 آنزیم باقیمانده عمدتا در شناسایی و ترمیم شکست یا خطاهای موجود در رشته های DNA دخیل هستند. پلیمراز θ، DNA را ترمیم می کند اما بسیار مستعد خطا است و منجر به خطاها یا جهش های زیادی می شود. در آزمایشات، محققان پلیمراز θ را در برابر آنزیم ریورس ترانسکریپتاز ویروس HIV (که یکی از شناخته شده ترین آنزیم ها در نوع خود است) مورد ارزیابی قرار دادند. آن ها نشان دادند که پلیمراز θ قادر به تبدیل پیام های RNA به DNA بود که آن را به خوبی آنزیم ریورس ترانسکریپتاز HIV انجام داد. در واقع این کار را بهتر از همانندسازی DNA به DNA انجام می دهد. بنابراین، پلیمراز θ هنگامی که از الگوی RNA برای نوشتن پیام های جدید DNA استفاده می کند، نسبت به زمانی که DNA را به DNA همانند سازی می کند کارآمدتر بوده و مرتکب خطاهای کمتری می شود. این امر نشان می دهد که تبدیل RNA به DNA می تواند هدف اصلی پلیمراز θ انسانی در سلول باشد.

محققان از کریستالوگرافی اشعه ایکس برای بررسی ساختار آنزیم استفاده کردند و دریافتند این مولکول قادر است شکل خود را تغییر دهد تا بتولند مولکول حجیم تر RNA را در خود جای دهد، که یک شاهکار منحصر به فرد در میان پلیمرازها محسوب می شود. بنابه گفته محققان، این مطالعه نشان می دهد که عملکرد اصلی پلیمراز θ رونویسی معکوس است. در سلول های سالم، ممکن است هدف این مولکول ترمیم DNA با واسطه RNA باشد. در سلول های غیر سالم همچون سلول های سرطانی، پلیمراز θ به میزان زیادی بیان می شود و باعث تقویت رشد سلول سرطانی و مقاومت به دارو می شود. این مسئله بسیار جالب است که متوجه شویم چگونه فعالیت پلیمراز θ بر روی RNA در ترمیم DNA و تکثیر سلول سرطانی مشارکت دارد. نتایج این پژوهش در 11 ژوئن 2021 در مجله Science Advances به چاپ رسیده است.

توضیح: اصل central dogma، جهت انتقال اطلاعات ژنتیکی موجود در سلول را بیان می کند که مطابق با آن، این اطلاعات در انسان به صورت یکطرفه از DNA به RNA پیامبر و سپس به پروتئین انتقال می یابد.

پایان مطلب/