Byggstenar för ribonukleinsyra, rna, råkar ibland hamna i det dna som finns i våra cellers energifabriker (mitokondrier). Detta har misstänkts kunna göra dna:t instabilt, och bidra till åldrandet. En studie vid Umeå universitet visar nu att rna-bitarna inte utgör någon risk för dna:t.
Det är sedan tidigare känt att rna-byggstenar kan hamna i vårt dna när arvsmassan kopieras. Detta beror på att det finns mycket högre koncentration av rna-byggstenar än dna-byggstenar i en cell, och att rna- och dna-byggstenarna är väldigt lika varandra. Men byggstenar av rna gör dna mindre stabilt. Därför finns det speciella mekanismer som väldigt effektivt tar bort rna-byggstenarna från dna:t.
Så funkar dna och rna
Dna (deoxiribonukleinsyra) bär den genetiska informationen (även kallad arvsmassa eller genom) i alla organismer. Dna är en dubbelspiral, uppbyggt av långa kedjor av nukleotider. Dessa byggstenar består i sin tur av tre delar: en molekyl av sockerarten deoxiribos, en fosfatgrupp och en av de fyra kvävebaserna adenin (A), guanin (G), cytosin (C) och tymin (T). Kvävebasernas ordningsföljd i dna-molekylen bestämmer uppbyggnaden av kroppens alla proteiner.
I människans celler finns det ungefär två meter dna, hoprullat som 46 kromosomer. När dubbelspiralen rullas upp och öppnas för att kopieras eller läsas av, blir själva den genetiska koden synlig.
Denna genetiska kod bärs vidare av rna-molekyler, ribonukleinsyra, som är enkelsträngade och mer kortlivade än de stabilare dubbelsträngade dna-molekylerna. I rna är kvävebasen tymin (T) utbytt mot uracil (U).
I högre organismers celler finns det mitokondrier, som utgör en cells energifabrik. Mitokondrierna har eget dna inuti sig som är viktigt för dess funktion. Förändringar i detta mitokondriella dna är kopplat till många sjukdomar, men även till åldrande. Och även i mitokondrie-dna:t hamnar det rna-byggstenar när dna:t ska kopieras.
Men till skillnad från cellens övriga dna, som finns i cellkärnan, så rensas inte rna-byggstenarna bort från det mitokondriella dna:t. De kvarvarande rna-byggstenarna har antagits minska stabiliteten hos mitokondrie-dna:t vilket skulle kunna påskynda åldrande.
Mängden byggstenar varierar i olika vävnader
– Vår studie visar att mängden rna-byggstenar i det mitokondriella dna:t hos möss ökar när mössen blir vuxna. Dessutom finns det olika mycket rna-byggstenar i det mitokondriella dna:t i olika vävnader. Detta visade sig bero på att den relativa mängden av rna-byggstenar och dna-byggstenar är olika i olika vävnader, säger Andrei Chabes, professor vid Institutionen för medicinsk kemi och biofysik vid Umeå universitet.
Mängden rna-byggstenar i det mitokondriella dna:t kommer därför kunna användas för att uppskatta mängden dna-byggstenar i vävnader där det annars är tekniskt svårt att mäta mängden direkt.
Forskarna undrade om de rna-byggstenar som finns i mössens mitokondriella dna under hela deras vuxna liv kunde orsaka försämrad stabilitet och förändringar/bortklippningar i dna:t när mössen blivit gamla – och därmed alltså bidra till deras åldrande.
Mindre rna ökade inte stabiliteten
För att undersöka detta studerade de möss med en mutation i ett enzym som leder till att det blir en högre koncentration av dba-byggstenar. Forskarna kunde visa att dessa möss i princip inte hade några rna-byggstenar alls i sitt mitokondriella dna. Men trots frånvaron av rna-byggstenar var deras mitokondriella dna inte mer stabilt.
– Detta betyder att mängden rna-byggstenar som normalt finns i det mitokondriella dna:t inte försämrar dna-stabiliteten eller bidrar till åldrandet i möss, och inte heller påverkar mössens livslängd. Våra resultat utmanar därmed uppfattningen att rna-byggstenar utgör en risk för dna-molekylen, säger Paulina Wanrooij, forskare från samma institution och den andra huvudförfattaren till artikeln.
Vetenskaplig artikel:
Elimination of rNMPs from mitochondrial DNA has no effect on its stability (Paulina H. Wanrooij, Phong Trana, Liam J. Thompson, Gustavo Carvalho, Sushma Sharma, Katrin Kreisel, Clara Navarrete, Anna-Lena Feldberg, Danielle L. Watt, Anna Karin Nilsson, Martin K. M. Engqvist, Anders R. Clausen, Andrei Chabes) PNAS
Kontakt:
Andrei Chabes, professor vid Institutionen för medicinsk kemi och biofysik vid Umeå universitet, andrei.chabes@umu.se
