Cientistas encontram instruções no DNA lixo

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificação: 2023-12-16 16:14

Biólogos moleculares russos descobriram que o DNA lixo nas extremidades dos cromossomos contém instruções para sintetizar uma proteína que ajuda as células a não morrerem de estresse. Suas descobertas foram apresentadas na revista Nucleic Acids Research.

“Essa proteína é interessante porque se encontra no RNA, que antes era considerado não codificador, um dos 'ajudantes' da telomerase. Descobrimos que ela pode ter outra função se não estiver no núcleo da célula, mas em seu citoplasma.. telomerase pode aproximar os cientistas da criação do "elixir da juventude" e ajudar na luta contra o câncer ", disse Maria Rubtsova, da Universidade Estadual de Moscou Lomonosov, cujas palavras são divulgadas pela assessoria de imprensa da universidade.

A chave para a imortalidade

As células do embrião e as células-tronco embrionárias são virtualmente imortais do ponto de vista da biologia - elas podem viver quase indefinidamente em um ambiente adequado e se dividir um número ilimitado de vezes. Em contraste, as células no corpo de um adulto perdem gradualmente sua capacidade de se dividir após 40-50 ciclos de divisão, entrando na fase de envelhecimento, o que provavelmente reduz as chances de desenvolver câncer.

Essas diferenças se devem ao fato de que cada divisão das células "adultas" leva a uma redução no comprimento de seus cromossomos, cujas extremidades são marcadas com segmentos repetitivos especiais, os chamados telômeros. Quando os telômeros se tornam muito pequenos, a célula "se retira" e deixa de participar da vida do corpo.

Isso nunca acontece em células embrionárias e cancerosas, uma vez que seus telômeros são renovados e alongados a cada divisão devido a enzimas telomerase especiais. Os genes responsáveis pela montagem dessas proteínas são desligados nas células adultas e, nos últimos anos, os cientistas têm pensado ativamente na possibilidade de estender a vida de uma pessoa ativando-as à força ou criando um análogo artificial das telomerases..

Rubtsova e seus colegas estudam há muito tempo como funcionam as telomerases "naturais" em humanos e outros mamíferos. Recentemente, eles estavam interessados em saber por que células comuns do corpo, onde essa proteína não funciona, por algum motivo sintetizam grandes quantidades de um de seus assistentes, uma pequena molécula de RNA chamada TERC.

Essa sequência de cerca de 450 "letras genéticas", explica o biólogo, era considerada um pedaço comum de "DNA lixo" que a telomerase copia e adiciona às extremidades dos cromossomos. Por esse motivo, os cientistas não prestaram muita atenção à estrutura do TERC e aos possíveis papéis desse fragmento do genoma na vida das células.

Assistente oculto

Analisando a estrutura desse RNA em células cancerosas humanas, a equipe de Rubtsova percebeu que há uma sequência especial de nucleotídeos dentro dele, que geralmente marca o início de uma molécula de proteína. Tendo encontrado uma "peça" tão curiosa, os biólogos verificaram se existem análogos nas células de outros mamíferos.

Descobriu-se que eles estavam presentes no DNA de gatos, cavalos, camundongos e muitos outros animais, e a estrutura desse fragmento no genoma de cada um desses animais coincidia em cerca de metade. Isso levou os geneticistas à ideia de que dentro do TERC não havia fragmentos sem sentido de genes antigos, mas uma proteína completamente "viva".

Eles testaram essa ideia inserindo cópias adicionais desse RNA no DNA das mesmas células cancerosas e fazendo-as ler mais ativamente essas regiões. Além disso, os cientistas conduziram uma série de experimentos semelhantes com E. coli, em cujo genoma não existem cromossomos e telomerases "clássicos".

Descobriu-se que o RNA da telomerase era na verdade responsável pela síntese de moléculas de proteínas especiais, hTERP, que consistia em apenas 121 aminoácidos. Seu aumento da concentração em células cancerosas e micróbios, como mostraram outros experimentos, os protegeu de vários tipos de estresse celular, salvando suas vidas em caso de superaquecimento, falta de comida ou aparecimento de toxinas.

A razão para isso, como Rubtsova e seus colegas descobriram mais tarde, é que o hTERP acelera o processo de "processamento" de fragmentos de proteínas, RNA e outras moléculas nos lisossomas, os principais "incineradores" da célula. Isso simultaneamente os protege da morte e reduz significativamente as chances de mutações e de desenvolvimento de câncer.

Outros experimentos, segundo os geneticistas, nos ajudarão a entender como a telomerase e o hTERP interagem entre si e como podem ser usados para criar uma espécie de "elixir da juventude" seguro do ponto de vista da oncologia.