Biljke imaju sofisticiran mehanizam za praćenje proizvodnje novih proteina. U1 snRNP kompleks osigurava da su nacrti proteina u potpunosti završeni. Ovo je važno jer ćelije imaju tendenciju da prerano zaustave proces. Za ovu vrstu kontrole kvaliteta, takozvano teleskriptovanje, ranije se znalo da postoji samo u životinjskim ćelijama.
Istraživački tim predvođen sa Univerziteta Martin Luter Hale-Vitenberg (MLU) sada je pokazao da se sličan proces dešava i u biljkama. Studija je objavljena u časopisu Prirodne biljke.
Biljnim ćelijama su potrebni proteini da bi funkcionisali. Oni kontrolišu sve vitalne procese biljke, na primer rast i metabolizam. Nacrt za nove proteine leži u genetskom materijalu biljke, tačnije u njenim genima.
„Informacije su kodirane, a geni treba da se pročitaju i transkribuju iz DNK u RNK. Ti molekuli RNK su nacrt za proteine, uputstva za sastavljanje korak po korak“, objašnjava profesor Saša Laubinger, biljni genetičar sa MLU.
U novoj studiji, njihov tim je istražio kako biljke osiguravaju da se ti nacrti prave ispravno. „RNA takođe sadrži delove koji nisu neophodni za proizvodnju proteina. Oni moraju biti prepoznati i isečeni unapred. To radi spliceosom, koji takođe spaja relevantne informacije o genima“, nastavlja Laubinger.
U ovom procesu nema mesta greškama: čak i manje promene u RNK mogu dovesti do neispravnih proteina. Geni takođe imaju nekoliko mesta na kojima se proces transkripcije može nenamerno zaustaviti.
Pre otprilike 10 godina, istraživači su otkrili mehanizam kod životinja koji održava transkripciju DNK u RNK: teleskriptovanje.
„U1 snRNP kompleks ima dvostruku funkciju: kao deo spliceosoma, on pomaže da se osigura da su relevantne informacije o genima pravilno spojene zajedno. Takođe osigurava da je proces transkripcije u potpunosti završen. Ovaj drugi mehanizam je poznat kao teleskriptovanje“, objašnjava Laubinger. Do sada je bilo nejasno da li ovaj proces postoji iu biljkama.
Da bi testirali svoju hipotezu, istraživači su koristili model biljke Arabidopsis thaliana. Oni su veštački proizveli biljke u laboratoriji koje su sadržale nekoliko U1 snRNP molekula. „Uspeli smo da smanjimo koncentraciju na oko 10% normalne količine. Sve ispod toga značilo je da biljka više neće biti održiva“, kaže Laubinger.
Vizuelno, biljke su se već uveliko razlikovale od svojih normalnih kolega: bile su znatno manje, a listovi su im zakržljali. Istraživači su analizirali aktivnost svih gena u ovim biljkama i tražili skraćene isečke RNK. Ovo je pokazatelj da je transkripcija sa DNK na RNK prerano zaustavljena.
Tim je pronašao nekoliko stotina primera. „Bili smo iznenađeni što smo pronašli toliko fragmenata RNK. Arabidopsis thaliana ima relativno kratke gene, tako da bi uticaj U1 snRNP kompleksa na proces transkripcije trebalo da bude prilično mali. Druge biljke, kao što su određene paprati i borovi, imaju duže gene, tako da bi efekat ovde mogao biti još veći“, kaže Laubinger.
Nalazi pružaju važan uvid u to kako se aktivnost gena u biljkama može kontrolisati. „Znamo da teleskriptovanje može da promeni aktivnost gena u ljudskim ćelijama pod toplotnim stresom“, kaže Laubinger. Ako se nešto slično može naći u biljkama, to bi mogao biti način da se one, na primer, učine otpornijim na efekte klimatskih promena.
