Procenjuje se da alternativni oblici čine oko 13 posto ljudskog genoma. Postojeći dokazi ukazuju na to da mogu imati višestruke uloge u ćelijama, od uticaja na replikaciju DNK i zaštitu hromozoma do regulacije genske aktivnosti. Iako neki nalazi govore o pozitivnoj ulozi, primerice u podsticanju evolucije genoma, nova istraživanja nagovešćuju i potencijalne rizike.
Dvostruka zavojnica, prepoznatljivi simbol biologije, dugo je smatrana temeljnim oblikom molekula DNK. Međutim, sve je jasnije da ne sledi svaka taj obrazac. Postoje alternativne, takozvane nekanonske strukture, a nove tehnologije omogućuju naučnicima da ih otkriju i analiziraju, piše Sience Alert. Istraživanja od pre nekoliko godina pokazala su da naša genetska mapa nije bila potpuna. „Kada je ljudski genom prvi put objavljen 2001. zapravo nije bio potpun. Oko osam posto, uglavnom repetitivne DNK, nije bilo mapirano”, objasnila je biološkinja Katerina Makova sa Državnog univerziteta Pensilvanija. Taj nedostatak ispravljen je zahvaljujući naporima konzorcijuma Telomere-to-Telomere (T2T).
Naučnici su 2022. sastavili najcelovitiji referentni ljudski genom do sada, a 2023. su sekvencirali i poslednji preostali deo. Projekat je 2025. proširen, pa su dovršeni i referentni genomi šest vrsta čovekolikih majmuna: šimpanze, bonoboa, gorile, bornejskog i sumatranskog orangutana i siamanga. U novoj studiji, objavljenoj u časopisu Nucleic Acids Research, saradnici Makove analizirali su upravo te T2T referentne genome čoveka i šest vrsta majmuna. Fokusirali su se na traženje obrazaca koji upućuju na postojanje ne-B DNK, struktura koje odstupaju od klasične dvostruke zavojnice.
„Sada imamo potpunu sliku motiva koji podstiču formiranje ne-B DNK u tim genomima”, izjavila je Linea Smeds, biološkinja sa istog univerziteta i prva autorka studije. Rezultati, a i sami T2T podaci, postali su mogući zahvaljujući novim tehnologijama sekvenciranja dugih fragmenata (long-read sequencing). Za razliku od starijih načina koji su genom razlagali na kratke isečke, novi postupak omogućuje analizu duših segmenata DNK, što olakšava njihovo ispravno sastavljanje.
Sposobnost obrade većih delova genetskog koda ođednom omogućuje istraživačima da lakše uoče funkcionalne elemente, uključujući sekvence ne-B DNK koje su ranije ostajale neotkrivene. Analizom ljudskog T2T genoma pronašli su znatno više takvih nekanonskih struktura nego što su pređašnji, nepotpuni podaci upućivali. „Mogućnost analize prethodno nedostupnih područja genoma, koji su bogati motivima ne-B DNK, omogućila je da otkrijemo njihov celokupni repertoar kod ljudi i čovekolikih majmuna”, navode autori u svojem naučnom radu.
Naime, otkrili su da se mnogi takvi motivi u ljudskom genomu nalaze u takozvanoj satelitskoj DNK. Reč je o ponavljajućim delovima nekodirajuće DNK koji učestvuju u organizaciji i stabilnosti hromozoma. Nekanonske formacije DNK mogu imati različite oblike, poput savijene DNK, struktura u obliku ukosnice, G-kvadrupleksa (G4) i Z-DNK. Procenjuje se da ovi alternativni oblici čine oko 13 posto ljudskog genoma. Postojeći dokazi ukazuju na to da mogu imati višestruke uloge u ćelijama, od uticaja na replikaciju DNK i zaštitu hromozoma do regulacije genske aktivnosti. Iako neki nalazi govore o pozitivnoj ulozi ne-B DNK, primerice u podsticanju evolucije genoma, istraživanja nagovešćuju i potencijalne rizike. „Ne-B strukture mogu ometati replikaciju i povećati stopu mutacija i nestabilnost genoma”, navode dotični istraživači. I dodaju da se smatra da ti alternativni oblici pridonose razvoju raka, neurodegenerativnih bolesti i nekih genetskih poremećaja.
Naučnici se nadaju da će detaljnije poznavanje ne-B DNK i njene rasprostranjenosti u genomu vremenom pomoći u razumevanju uticaja tih struktura na ljudsko zdravlje. „U novije vreme menja se način razmišljanja o funkciji genoma. Više ne posmatramo samo sekvencu, već uzimamo u obzir i strukturu”, ističe Makova. „Nadamo se da će naša studija pospešiti dalja istraživanja funkcije ovih novih strukturnih obeležja genoma.”
(Ilustracija Pixabay)
(Indeks)
