Τι είναι ο υβριδισμός RNA;

Το ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA) βρίσκεται συνήθως σε μία μόνο χορδή. Στη μοριακή βιολογία, υβριδισμός σημαίνει συνδυασμός δύο νουκλεϊκών οξέων. Ο υβριδισμός RNA συμβαίνει όταν ένας κλώνος RNA συνδυάζεται ή υβριδοποιείται είτε με έναν άλλο κλώνο RNA είτε με έναν κλώνο δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος (DNA). Ο υβριδισμός RNA χρησιμοποιεί ειδικά μονοπάτια που μπορούν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να βελτιώσουν τη βιολογία. Τα κύτταρα χρησιμοποιούν τη διαδικασία του υβριδισμού RNA για να επιβιώσουν και οι μοριακοί βιολόγοι χρησιμοποιούν τον υβριδισμό για να αναπτύξουν νέους τρόπους για την καταπολέμηση των ασθενειών και την παραγωγή φαρμάκων.

Η διαδικασία αντιγραφής του RNA χρησιμοποιεί DNA για να σχηματίσει τα πιο κοινά υβρίδια ριβονουκλεϊκού οξέος. Τα μακρομόρια DNA-RNA σχηματίζονται μόνο για λίγο πριν απελευθερωθεί το νέο RNA. Αυτή η σημαντική διαδικασία παράγει αγγελιοφόρο RNA (mRNA). Το mRNA θα παράγει πρωτεΐνες με βοήθεια ή θα παράγει άλλα ριβονουκλεϊκά οξέα και μακρομόρια. Χρησιμοποιώντας αυτή τη διαδικασία, αναπτύσσονται πειράματα για τη διερεύνηση των τύπων πρωτεϊνών για τη δημιουργία κάθε υβριδισμού DNA-RNA.

Σε ειδικούς ιούς, που ονομάζονται ρετροϊοί, χρησιμοποιείται υβριδισμός RNA για τη μόλυνση του κυττάρου ξενιστή. Η διαδικασία χρησιμοποιείται μαζί με ένα ειδικό ένζυμο που ονομάζεται αντίστροφη μεταγραφάση. Ο ιός εγχέει αντίγραφα RNA στο κύτταρο μαζί με το ειδικό ένζυμο. Το ένζυμο χρησιμοποιεί μακρομόρια για να σχηματίσει ένα υβρίδιο RNA-DNA. Η αντίστροφη μεταγραφάση χρησιμοποιείται σε πειράματα για να βοηθήσει στη μελέτη των γενετικών πληροφοριών των ρετροϊών.

Οι δομές των υβριδικών συμπλεγμάτων RNA είναι σημαντικές για τη σηματοδότηση ή την επικοινωνία των κυττάρων. Σε ορισμένους ρετροϊούς, ο υβριδισμός RNA λέει στην αντίστροφη μεταγραφάση να αποικοδομήσει το αρχικό αντίγραφο RNA. Το κύτταρο θα αναγνώριζε τον εισβολέα RNA και θα προστατεύει από αυτόν, αλλά αποικοδομείται γρήγορα για να αποφευχθεί αυτό. Δεν εμφανίζεται καμία άλλη διαδικασία, επομένως το σχήμα και το μέγεθος του υβριδίου RNA-DNA πρέπει να σηματοδοτήσει την αντίστροφη μεταγραφάση για να ξεκινήσει η νέα διαδικασία καταστροφής των στοιχείων.

Πολλά εργαστηριακά πειράματα χρησιμοποιούν ειδικό RNA που λάμπει, που ονομάζονται ετικέτες, για να βοηθήσουν στην εμφάνιση του πού λαμβάνει χώρα ο υβριδισμός RNA. Ο επιτόπιος υβριδισμός, ή ο υβριδισμός in situ, χρησιμοποιείται συχνά για να δούμε πού βρίσκονται ορισμένα μακρομόρια μέσα σε έναν ιστό. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιεί υψηλότερες θερμοκρασίες για να χαλαρώσει το DNA, το οποίο προκαλεί υβριδισμό RNA με εγχυόμενες ετικέτες. Η γρήγορη ψύξη του ιστού επιτρέπει στους επιστήμονες να χρησιμοποιούν ετικέτες για να βρουν μέρη ιστού. Τα δεδομένα μπορούν να οδηγήσουν σε νέες στρατηγικές για την καταπολέμηση ασθενειών σε μοριακό επίπεδο.

Ο αρχικός σχηματισμός των υβριδίων RNA συνέβη το 1960 και διεξήχθη για πρώτη φορά πριν οι επιστήμονες μάθουν τα διάφορα είδη RNA. Η γενετική πληροφορία ήταν γνωστό ότι μεταφέρθηκε από το DNA στο RNA, αλλά ο σχηματισμός ενός υβριδίου DNA-RNA δεν ήταν κατανοητός. Τα πειράματα έδειξαν τα πρώτα υβρίδια DNA-RNA, τα οποία απέδειξαν επίσης ότι το DNA χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή του RNA με τη βοήθεια ενός ενζύμου που ονομάζεται πολυμεράση RNA.