|
 |
|
pozz, nadam se da možete odgovoriti na pitanje iz biokemije: poznato je da se sinteza proteina može regulirati pomoću tzv "microRNA" koja se komplementarno veže na mRNA pa onemogućava translaciju. pitanje glasi: zašto je ovaj mehanizam upravo takav tj. zašto uopće najprije transkripcijom nastaje "microRNA" a taj mehanizam nije takav da stanica nađe način da to regulira samom DNA molekulom, što bi bilo mnogo ekonomičnije?
unaprijed hvala
|
|
Ime i prezime:
petar ivković
|
 |
 |
Budući da ovo pitanje izlazi iz okvira kemije, za odgovor smo zamolili jednog magistra molekularne biologije koji je želio ostati anoniman. U nastavku prenosim njegov odgovor.
Počnimo s idejom "da stanica nađe način da to regulira samom DNA molekulom." To se skoro sigurno događa usporedo s regulacijom pomoću mikroRNA. DNA prestaje prepisivati nepotrebne mRNA (jedna razina regulacije), mikroRNA ciljaju postojeće nepotrebne mRNA da ih eliminiraju, a time i proizvodnju proteina (druga razina regulacije), a postojeći proteini se ciljaju za razgrađivanje (treća razina regulacije). Postoje mehanizmi na sve tri razine, a mikroRNA su samo jedan primjer mehanizma na drugoj razini (kako eliminirati mRNA koje su već prepisane?).
Malo više o samoj regulaciji pomoću mikroRNA: ona daje određenu dozu robusnosti i fleksibilnosti, pogotovo u procesima vezanim uz proteine. Evo dva primjera za predočenje.
Po pitanju robusnosti, recimo da imamo neki stanični proces (npr. staničnu diobu) koji reguliraju dva proteina, jedan koji ga potiče, a drugi koji ga sprečava. Većinu vremena proizvodi se protein koji sprečava taj proces (ne želimo da se stanica cijelo vrijeme dijeli, već samo povremeno). U nekom trenutku stanica poželi pokrenuti proces i poticati ga. Međutim, u tom trenutku stanica ima vrlo malo proteina koji potiču taj proces, a jako puno proteina koji ga sprečavaju, kao i mRNA od kojih se ti proteini proizvode. U trenutku pokretanja procesa (stanične diobe) možemo zamisliti proizvodnju mRNA za proteine koji potiču taj proces i (možda čak o istom trošku) mikroRNA koje će se vezati na mRNA za proteine koji sprečavaju proces (staničnu diobu). Time bismo uklonili upute za proizvodnju sad već neželjenih proteina (koji sprečavaju diobu), radije nego čekali da se ta uputa razgradi "prirodnim putem", što bi potrajalo. Međutim, treba ukloniti i novonastajuće neželjene mRNA (prva razina regulacije) i već sintetizirane neželjene proteine (treća razina regulacije).
Što se tiče fleksibilnosti, regulacija na razini mRNA omogućuje brže reakcije, primjerice na brzo promjenjive okolišne uvjete. Stanice bi tako mogle održavati mRNA za, primjerice, aerobne i anaerobne uvjete, te pomoću mikroRNA eliminirati one koje u tom trenutku nisu potrebne. Budući da prepisivanje mikroRNA traje kraće nego prepisivanje mRNA jer su manje, stanice koje tako kontroliraju reakciju na (an)areobne uvjete brže se prilagode kad često dolazi do promjene uvjeta. U ovom primjeru prva i treća razina regulacije ne igraju veliku ulogu. Da nema druge razine regulacije, ne bi postojao način za eliminaciju mRNA bez kontrole DNA (dugotrajno) ili proteina (dugotrajno i skupo u smislu potrošnje energije i sirovih materijala), i sustav ne bi bio toliko fleksibilan.
Napominjem da su ovo dosta spekulativni odgovori. Valja ih shvatiti kao primjere načina na koji biolozi razmišljaju, radije nego konkretne primjere što mikroRNA radi.
Još jedna razina kompleksnosti: mikroRNA ne moraju nužno eliminirati mRNA. Mogu poslužiti utišavanju - usporavanju prevođenja mRNA u proteine. (Još jedna pouka o biološkom viđenju svijeta: sve ima još jednu razinu kompleksnosti, čak i nova razina kompleksnosti.)
Ekonomičnost nije jedina misao vodilja. Neekonomični pristupi postoje i u primjeni, primjerice u elektrotehnici: automatska vrata za zaštitu od požara su pod naponom otvorena (npr. pridržavaju se elektromagnetima), a zatvaraju se kad se (npr. u slučaju požara) prekine strujni krug. Doduše, to znači da se za ta vrata troši struja cijelo vrijeme dok su otvorena i omogućuju normalan prolaz.
Sustavi koji su previše optimizirani da budu što više moguće ekonomični redovito pate od krhkosti (problem nastane kad se dogodi neočekivan ili rijedak događaj) i krutosti (problem nastane kad se treba brzo prilagoditi, čak i kad je prilagodba jednostavna i predvidljiva). Biološki sustavi su redovito neekonomični upravo zato da izbjegnu takve probleme.
Pozdrav, |
|
|
Odgovorio:
Tomislav Portada
tportad@irb.hr
<-- Povratak
|
|
|
Postavite
pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika. |
  |
|
