Serie De Ficção Cientifica Brasileira: A nossa vida é repleta de magia quando entendemos, e unimos a nossa sincronicidade com o todo. “A Harpa Sagrada” inicia-se numa serie de revelações onde o homem tem sua essência cravada no sagrado, e o olhar no cosmos aspirando sua perfeição.

domingo, 16 de setembro de 2012

Chave para a sobrevivência da espécie humana?



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A importância do que os cientistas estão chamando de "genoma escuro" tornou-se evidente em 2001, quando o genoma humano foi publicado. Os cientistas esperavam encontrar mais de 100.000 genes lotaram os 3 bilhões de bases de humano DNA , eles foram surpreendidos ao saber que havia menos de 35.000. (A contagem atual é de 21.000.) Codificadores de proteínas regiões foram responsáveis ​​por apenas 1,5% do genoma.
Poderia o restante do nosso DNA realmente ser apenas lixo? Longe de ser mensageiros humildes, RNAs de todas as formas e tamanhos, são agora vistos como jogadores poderosos como genomas operar. Na verdade, a regulação do gene acabou por ser um processo surpreendentemente complexa governada por vários tipos de DNA regulatório, que pode estar no fundo do deserto do suposto "junk". Longe de ser mensageiros humildes, RNAs de todas as formas e tamanhos são realmente poderoso jogadores como genomas operar.Tem havido um crescente reconhecimento do papel generalizada de alterações químicas chamadas fatores epigenéticos que podem influenciar o genoma por gerações, sem alterar a seqüência de DNA.
A decifração do genoma do rato, em 2002, mostrou que havia uma história não contada. Camundongos e pessoas acabou por compartilhar não só muitos genes, mas também grandes extensões de DNA não-codificante . Ter sido "conservada" em todo os 75 milhões de anos desde que o mouse e linhagens divergiram humanos, essas regiões eram susceptíveis de ser crucial para a sobrevivência dos organismos. 

Edward Rubin e Len Pennacchio do Joint Genome Institute em Walnut Creek, Califórnia, e seus colegas descobriram que algumas dessas DNA conservado ajuda a regular os genes, às vezes de longe, testando-o para a função em embriões de camundongos transgênicos. Estudos do grupo e outros sugeriram que as regiões não-codificadoras estavam cheias de muito mais do que o esperado DNA regulador. 

Outra evidência de que o DNA não codificante é vital, veio de estudos de fatores de risco genéticos para a doença. Em grande escala buscas para uma única base de diferenças entre indivíduos saudáveis ​​e doentes, de cerca de 40% das diferenças relacionadas com a doença aparecer do lado de fora dos genes. 

Matéria escura genética também surgiu quando os cientistas pesquisados ​​exatamente qual o DNA estava sendo transcrita, ou decodificada, em RNA. Cientistas pensavam que a maioria dos RNA numa célula era RNA mensageiro gerado por genes codificadores de proteínas, RNA em ribossomas, ou uma pitada de RNA outros noutros locais. Mas as pesquisas de Thomas Gingeras, agora em Cold Spring Harbor Laboratory , em Nova York, e Snyder Michael, agora na Universidade de Stanford, em Palo Alto, na Califórnia, encontrou RNA muito mais do que o esperado, assim como uma análise do RNA do mouse por Yoshihide Hayashizaki do RIKEN Omics Science Center no Japão e colegas. 

validação logo veio de Ewan Birney do Instituto Europeu de Bioinformática ea Enciclopédia de Elementos de DNA do projeto, que visa determinar a função de cada base no genoma. Os resultados de 2007-piloto foram de abrir os olhos: Cromossomos abrigou muitos locais previamente insuspeitas onde várias proteínas-bound possíveis focos de regulação gênica ou efeitos epigenéticos. Surpreendentemente, a cerca de 80% do DNA da célula mostrou sinais de ser transcrito em RNA. Mas o que o RNA estava fazendo não era clara. 

Outros estudos revelaram que o ARN desempenha um papel importante na regulação dos genes e outras funções celulares. A história começou a se desenrolar no final de 1990, quando os pesquisadores e biólogos de plantas de nematóides aprenderam a usar pequenas moléculas de RNA para desligar genes. Chamado interferência de RNA ( RNAi ), a técnica tornou-se uma forma padrão para controlar a atividade do gene em uma variedade de espécies, ganhando o Prêmio Nobel em 2006. 

Para compreender RNAi e RNA, em geral, os investigadores começaram a isolar e estudar moléculas de RNA de apenas 21 a 30 bases de comprimento. Descobriu-se que tais " pequenos RNAs "pode ​​interferir com o RNA mensageiro, desestabilizando-lo. Quatro trabalhos em 2002 mostrou que pequenos RNAs também afetam a cromatina, o complexo de proteínas e DNA que compõe os cromossomos, de forma que possam controlar ainda mais a atividade do gene. Num estudo, levedura não têm certos pequenos RNAs não se dividem adequadamente. Outros estudos já tinham ligado esses pequenos pedaços de RNA ao câncer e ao desenvolvimento. 

Em 2007, um grupo liderado por Howard Chang, da Universidade de Stanford e John Rinn, agora no Beth Israel Deaconess Medical Center , em Boston, preso a função do gene regulador de pelos chamados grandes RNAs não-codificantes intervenientes. Rinn e colegas posteriormente determinado que o genoma continha cerca de 1600 destas lincRNAs. Eles e outros pesquisadores que este tipo de RNA vai provar tão importante quanto genes codificadores de proteínas em função da célula. 

Um território inexplorado sobre a matéria escura do genoma ainda estão em estudo. Mas a importância vital de "lixo" RNA é agora clara. 

Para iniciar muitas funções importantes, as bactérias, por vezes, dependem inteiramente de antigas formas de RNA, uma vez vistos simplesmente como o intermediário químico entre manual DNA de instruções ea criação de proteínas, disse Ronald Breaker, o Henry Ford Professor II de Biologia Molecular, Celular e do Desenvolvimento no Yale.
"Nós previmos que seria fora um antigo 'RNA cidade lá na selva, e nós saímos e encontrou,'' Disjuntor disse. 

Uso de RNA bacteriano para desencadear grandes mudanças, sem o envolvimento de proteínas resolve uma das questões sobre a origem da vida: se as proteínas são necessárias para realizar funções da vida e do DNA é necessário para fazer proteínas, como é que o DNA surgir? 

A resposta é o que os pesquisadores chamam Breaker e outro do Mundo do RNA. Eles acreditam que há bilhões de anos, cadeias simples de nucleotídeos que formam o RNA foram as primeiras formas de vida e realizou algumas das funções complicadas celulares agora feito por proteínas. Os riboswitches são altamente conservadas em bactérias, ilustrando a sua importância e ascendência antiga, Breaker disse. 

Proteínas realizar hoje quase todas as funções celulares da vida, mas muitos cientistas como disjuntor acredito que este não foi sempre o caso e encontraram muitos exemplos em que o RNA tem um papel surpreendentemente grande na regulação da atividade celular. Em bactérias, pelo menos - proteínas nem sempre são necessárias para estimular uma série de fundamentais mudanças celulares, um disjuntor processo acredita era comum na Terra há 4 bilhões de anos atrás, bem antes de DNA existia. 

"Como poderia RNA desencadeiam alterações nas células antigas sem todas as proteínas presentes nas células modernas? Bem, neste caso, não proteínas, não há problema", disse Breaker, que também é umHoward Hughes Medical Institute investigador. 

Laboratório disjuntor resolveu um mistério de décadas, descrevendo como minúsculas moléculas circulares de RNA chamado di-GMP cíclico são capazes de transformar genes ligado e desligado. Este processo determina se a bactéria permanece estacionário ou nada, e se permanece solitário ou se junta com outras bactérias para formar massas orgânicas chamada biofilme. Por exemplo, na Vibrio cholerae, a bactéria que causa a cólera, a di-GMP cíclico desliga a produção de uma proteína da bactéria precisa para anexar ao intestino humano. 

A molécula de RNA pequeno, formado por apenas dois nucleótidos, activa uma estrutura maior de ARN denominado riboswitch. Laboratório disjuntor descobriu riboswitches em bactérias há seis anos e desde então tem mostrado que eles podem regular uma quantidade surpreendente de atividade biológica. Riboswitches, localizadas dentro de cadeias simples de RNA mensageiro que transmitem uma cópia de instruções genéticas do DNA, pode de forma independente "decidir'' que genes na célula para ativar, uma habilidade que se pensava para descansar exclusivamente com proteínas. 

Disjuntor tinha quimicamente criado riboswitches em seu próprio laboratório e - dada a sua eficiência na regulação expressões gênicas - previu tais estruturas de RNA poderia ser encontrado na natureza. Desde 2002, quase 20 classes de riboswitches foram descobertos, a maioria escondida em não-gene-regiões codificantes do DNA. 

A compreensão de como esses mecanismos funcionam RNA poderia levar a tratamentos médicos, bem como, disjuntor observou. Por exemplo, uma molécula que imita di-GMP cíclico poderia ser usado para desativar ou desarmar infecções bacterianas, como a cólera, disse ele. 

O Galaxy Diário via sciencemag.com e da Universidade de Yale

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