Τι είναι το Antisense RNA;

Το RNA, ή το ριβονουκλεϊκό οξύ, είναι ένα μόριο που είναι αναπόσπαστο μέρος όλων των μορφών ζωής. Οι οργανισμοί με γονιδιώματα DNA δημιουργούν αντίγραφα των γονιδίων τους σε μορφή RNA. Ο οργανισμός διαβάζει αυτά τα ακριβή αντίγραφα, τα οποία έχουν «νόημα» και σχηματίζει τις σωστές πρωτεΐνες. Το αντιπληροφοριακό RNA είναι μια αλληλουχία που είναι η αντίθετη από το RNA «αίσθησης» και κολλώντας στο RNA «αίσθησης», μπορεί να εμποδίσει τον σωστό σχηματισμό πρωτεϊνών. Αν και δεν απαντάται ευρέως στη φύση, το αντιπληροφοριακό RNA έχει εφαρμογές σε τομείς της επιστήμης όπως η ιατρική και οι γενετικά τροποποιημένοι οργανισμοί.

Η κανονική διαδικασία παραγωγής πρωτεΐνης ξεκινά με το DNA ενός συγκεκριμένου γονιδίου να αντιγράφεται σε αγγελιοφόρο RNA (mRNA). Όλο το mRNA είναι μονόκλωνο. Στη συνέχεια, τα ριβοσώματα και τα RNA μεταφοράς (tRNA) διαβάζουν το mRNA και χτίζουν την πρωτεΐνη για την οποία κωδικοποιεί το γονίδιο.

Η αλληλουχία του mRNA είναι απαραίτητη για την παραγωγή της σωστής πρωτεΐνης. Επιπλέον, το tRNA και τα ριβοσώματα διαβάζουν μόνο μονές αλυσίδες και όχι διπλές. Το αντιπληροφοριακό RNA είναι από μόνο του ένα μονόκλωνο αλλά έχει μια αλληλουχία βάσεων που είναι συμπληρωματική με την αλληλουχία των βάσεων σε ένα συγκεκριμένο mRNA.

Η ουρακίλη (U), η αδενίνη (A), η κυτοσίνη (C) και η γουανίνη (G) αποτελούν τις διαφορετικές βάσεις του RNA. Η ουρακίλη συνδέεται με την αδενίνη και η κυτοσίνη συνδέεται με τη γουανίνη. Για παράδειγμα, ένα τμήμα ενός mRNA που κωδικοποιεί το CAU έχει μια συμπληρωματική αντινόημα αλληλουχία GUA. Η αντινόημα αλληλουχία συνδέεται με το mRNA για να σχηματίσει ένα δίκλωνο σύμπλοκο.

Οι γενετικοί μηχανικοί βρήκαν αυτή την έννοια χρήσιμη στη δημιουργία τροποποιημένων οργανισμών. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι αυτό της τομάτας γνωστής ως Flavr-Savr. Οι ντομάτες παράγουν ένα ένζυμο που ονομάζεται πολυγαλακτουρονάση (PG) που μαλακώνει τα φρούτα κατά την ωρίμανση. Το PG κωδικοποιείται από το γονιδίωμα της ντομάτας. Οι αγρότες κανονικής ντομάτας πρέπει να τις μαζέψουν πριν να είναι εντελώς ώριμες, έτσι ώστε το PG να μην μαλακώσει τα φρούτα πριν φτάσει στο ράφι του σούπερ μάρκετ.

Οι ντομάτες Flavr-Savr έχουν ένα επιπλέον γονίδιο που τοποθετήθηκε εκεί από τους γενετικούς μηχανικούς, το οποίο παράγει μια αντινόημα έκδοση του PG mRNA. Αυτό το αντιπληροφοριακό σκέλος κολλάει στην πλειοψηφία του PG mRNA που παράγει η ντομάτα και έτσι εμποδίζει την παραγωγή του ενζύμου PG. Αυτό εμποδίζει τις ντομάτες να μαλακώσουν κατά την ωρίμανσή τους, έτσι ώστε οι αγρότες να μπορούν να καλλιεργήσουν ντομάτες που έχουν γεύση και εμφάνιση ώριμες αλλά δεν είναι μαλακές.

Το αντιπληροφοριακό RNA μπορεί επίσης να έχει εφαρμογές στην ιατρική. Ορισμένες ασθένειες, όπως η νόσος του Huntington, προκαλούνται από τα γονίδια που παράγουν ελαττωματικές ή ανεπιθύμητες πρωτεΐνες. Οι άνθρωποι δεν μπορούν να εκτραφούν για να έχουν ένα τροποποιημένο γονιδίωμα όπως οι ντομάτες, αλλά οι επιστήμονες μπορούν με κάποιο τρόπο να παραδώσουν αντινόημα RNA, ή ένα γονίδιο που κωδικοποιεί το αντινόημα RNA, στα κύτταρα που παράγουν μια ανεπιθύμητη πρωτεΐνη.

Η χρήση ιού ως φορέα του αντιπληροφοριακού γονιδίου ή η έγχυση του RNA απευθείας στην περιοχή είναι πιθανές μέθοδοι χορήγησης. Ένα πρόβλημα με την επιστήμη, ωστόσο, είναι ότι η βελτιστοποίηση των μεθόδων παράδοσης είναι πολύπλοκη. Ένα άλλο μειονέκτημα είναι ότι το RNA μπορεί να μην είναι αρκετά συγκεκριμένο για να στοχεύει μόνο το ανεπιθύμητο mRNA, μια κατάσταση που θα μπορούσε να είναι επικίνδυνη για τον ασθενή. Παραδείγματα αντινόημα RNA στη φύση είναι σπάνια. Ένα τέτοιο φαινόμενο συμβαίνει στους ανθρώπους και στα ποντίκια, όπου το γονίδιο του τύπου ινσουλίνης υποδοχέα αυξητικού παράγοντα δύο, που κληρονομείται από την πλευρά της μητέρας, αποκλείεται από αντινόημα RNA που παράγεται από την εκδοχή του γονέα του πατέρα.