Svět RNA
Buněčný strojek na stříhání genů řídí ribonukleová kyselina

Geny se skládají z menších úseků, které lze před čtením vystřihnout a seřadit v odlišném pořadí. Buňka tak může podle jednoho genu vyrobit několik odlišných bílkovin. Dělá to speciálním strojkem, zvaným spliceozom. Vědci teď dokázali, že proces řídí RNA.

Život je složitý chemický děj. Vaše buňky mění energii, kterou získávají štěpením energeticky bohatých molekul na práci. Většinu této práce mají na starosti proteiny. Jsou to miniaturní stroje, které usměrňují nesčetné chemické reakce tak, jak je zrovna potřeba. Proteiny vyrábí buňka z aminokyselin. Používá jich dvacet tři. Jsou to krátké molekuly, vybavené stykovacím zařízením, díky němu se dají vzájemně spojovat jako kostky lega, nebo jako korálky na šňůrce. Každý protein tvoří dlouhatánský řetězec, v němž se v různém pořadí opakuje třiadvacet základních dílů.

Když buňka aminokyseliny pospojuje, složí se samy do trojrozměrné struktury, která dělá, co dělat má. Většinou urychluje nějakou přeměnu jedné chemikálie na jinou. Působením proteinů probíhají v buňce pochody, které by sice probíhaly i bez nich, ale jen vzácně a pomalu. Pořadí aminokyselin v proteinu je zapsáno v DNA. To je velmi stabilní molekula, vhodná pro skladování informací. Jsou na ní organizované do kratších úseků, označovaných jako geny.

Nové kombinace

Když chce buňka vyrobit nějakou bílkovinu, napřed přepíše gen ze stabilní, ale jinak nepříliš praktické DNA do RNA, přepis pak dopraví k miniaturnímu strojku, který podle něj protein vyrobí. Jenže s přepisem se může ještě ledacos dít. Mimo jiné i proces, zvaný sestřih, anglicky splicing. Uvnitř genů velkého množství organizmů jsou kratší nesmyslné úseky, označované jako introny. Než buňka podle genu vyrobí nějakou molekulu, musí je vystřihnout.

Co zbyde, pospojuje, a pak teprve použije jako návod k výrobě proteinu. Sestřih je výhodný, protože zbylé smysluplné úseky se dají spojovat v různém pořadí. Podle jednoho úseku DNA tak můžete vytvořit víc různých bílkovin.

K sestřihu používá buňka speciální stroj, kterému se říká spliceozom. Skládá se z většinou bílkovin, kromě nich ale ještě i z krátkých úseků RNA. Molekulární biologové dlouho podezřívali RNA z řízení celého procesu. RNA má totiž sama schopnost usnadňovat chemické reakce podobně jako enzymy. Tento týden vyšla v časopise Nature práce skupiny badatelů, vedené Josephem A. Piccirillim z Chacagské univerzity, která dokazuje, že opravdu sestřih řídí.

Počátky života

Podařilo se jim prokázat, že proces sestřihu mají na povel krátké molekuly ribonukleové kyseliny, označované jako snRNA. Jedna z nich, jmenuje se U6, funguje podle vědců jako čepel pomyslných nůžek, jež krájí přepis na kusy. Kromě toho badatelé zjistili, že RNA ve spliceozomu se velmi podobá jednomu typu intronů, který má schopnost vystřihovat sám sebe. Dá se tedy napsat, že sestřih je proces pod kontrolou RNA. To má dalekosáhlé důsledky.

Kromě spliceozomu, který genetickou informaci stříhá, je RNA i klíčovou součástí struktury, jež podle výsledku sestřihu vyrábí proteiny. Říká se jí ribozom. Obojí podporuje myšlenku, že první život byl založen na RNA.

Většinu biochemických reakcí zprostředkovávají proteiny. Ty však neumí uchovávat informace, jako nukleové kyseliny, DNA a RNA. DNA je skvělá v uchovávání informací, protože je stabilní. Neumí však urychlovat biochemické reakce. RNA zvládá obojí.

Proto je možné, že v počátcích života obstarávala RNA oba dva úkoly. Předchůdci dnešních komplikovaných lidských bytostí byly molekuly RNA, které měli schopnost řídit svoje vlastní kopírování. Postupně mutovaly a přenechávaly čím dál víc úkolů jiným molekulám, které se k nim lépe hodily.