Uus DNA tootmise viis seab kahtluse alla bioloogia põhitõe

Stanfordi ülikooli teadlased avastasid bakterite immuunsüsteemi uurides mehhanismi, mis suudab toota DNA-d viisil, mida seni pole kirjeldatud. See viitab, et geneetiline info ei liigu rakkudes alati ainult klassikalise skeemi järgi, kus DNA-st sünteesitakse RNA ja sellest omakorda valke.

Nukleiinhapped on igasuguse elu jaoks hindamatu väärtusega – neis sisaldub suur hulk hädavajalikku geneetilist informatsiooni, mis on kodeeritud nelja erineva nukleotiidi järjestusena. Nukleiinhappeid on kahte tüüpi – DNA ja RNA. Alates DNA struktuuri avastamisest eelmise sajandi keskel on usutud, et selleks, et organism saaks luua uue RNA või DNA molekuli, on vaja olemasolevat, mida kasutatakse matriitsina. Taolise matriitsi (DNA või RNA) nukleotiidide järjestuse alusel panevad vajalikud ensüümid rakkudes kokku uued molekulid.

Sellest teadmisest lähtuvalt formuleeris üks DNA struktuuri avastajatest, Francis Crick 1957. aastal nn „molekulaarbioloogia keskse dogma“, mille kohaselt saab bioloogiline informatsioon liikuda vaid DNA-lt (geenidelt) RNA-le ja sealt valkudele, mitte aga vastupidi. Geneetiline informatsioon ei saa liikuda valkudelt nukleiinhapetele ega ka teistele valkudele.

James Watson, teine DNA struktuuri avastaja, formuleeris selle lühidalt: DNA->RNA->valk ja mitte vastupidi. Tõsi, 1970ndatel tuli välja, et mitmesugustes viirustes (näiteks HIV) on olemas valk nimega pöördtranskriptaas, mis suudab luua RNA järgi DNA järjestusi. See teadmine tühistas ühe osa „dogmast“.

Mis üllatas Stanfordi ülikooli teadlasi?

Image

Nüüdne avastus näitab, et uusi nukleiinhappeid saab luua ka ilma eelnevate nukleotiidideta, kasutades selleks üht väga spetsiifilist valku, mis esineb bakterites ning mida kasutatakse kaitseks viiruste (bakteriofaagide) rünnaku puhul. Ehk DNA sünteesiks kasutatav matriits ei ole ei RNA ega DNA, vaid hoopis valk.

Ei ole päris selge, kui laialt on see looduses levinud ning isegi tema roll viiruste vastu võitlemisel on ebaselge. Samuti on sel viisil toodetud DNA puhul tegu üsna lihtsa nukleotiidide kordusega. Ent kahtlemata on tegu „musta luige efektiga“, mis võib sundida mitmeid tänaseid arusaamu ümber mõtestama.

Ajakirjas Science avaldatud artiklit selgitas Tartu Ülikooli rakubioloogia professor Toivo Maimets.