Транспортные РНК (тРНК) – древняя группа молекул, часть процесса, в рамках которого происходит синтез белковых молекул – важнейших компонентов клетки. Результаты нового исследования подтверждают, что число локусов генома человека, которые могут кодировать тРНК, приблизительно в 2 раза больше известного. Большая часть выявленных локусов напоминает последовательности для митохондриальных тРНК.

Это указывает на, возможно, ранее неизвестные связи между митохондриальным и ядерным геномом человека.

Данные связи до сих пор являются слабо изученными. Транспортные РНК (тРНК) — компонент процесса трансляции информационной РНК (иРНК) в аминокислотную последовательность. тРНК – некодирующие РНК. Они выявляются в организме всех архей, бактерий и эукариот.

На уровне нуклеиновых кислот для кодирования одной аминокислоты используется триплет нуклеотидов, так называемый «кодон». Часто одна и та же аминокислота может кодироваться более чем одним кодоном: 20 стандартных аминокислот организма человека кодирует 61 кодон. В процессе трансляции каждый кодон, содержащийся в кодирующей области иРНК, распознаётся соответствующей тРНК – к растущей цепи добавляется соответствующая аминокислота. Уже давно известно, что каждая из 61 тРНК имеет множество копий, которые распространены по геному человека, располагающемуся в клеточном ядре.

Присутствие множества геномных локусов, из которых могут синтезироваться одни и те же молекулы, – стандартная особенность организации генома: параллельное существование данных локусов гарантирует быстрый синтез достаточного количества любой тРНК, необходимого чтобы перекрыть все потребности, возникающие в клетке в ходе трансляции тРНК. В дополнение к 61 тРНК, выявляемой в геноме в ядре клеток человека, ещё 22 тРНК кодируются в геноме митохондрий. Митохондрия использует эти 22 тРНК для синтеза белков из некоторого количества иРНК, которые кодируются в геноме митохондрий.

Текущие работы учёных показали, что

тРНК могут выполнять другие функции, выходящие за пределы синтеза белка. Например, тРНК могут оказывать влияние на физиологию клетки. Они могут регулировать множество важных молекул и т.д. Эти и другие открытия пробудили интерес к изучению тРНК под другим углом.

Так сколько же тРНК на самом деле кодируется геномом человека и может быть вовлечено в трансляцию и другие процессы? Группа исследователей под руководством Исидора Ригоутса (Isidore Rigoutsos, руководитель центра медицинских исследований университета Томаса Джефферсона) попыталась ответить данный вопрос. Специалисты сообщили о результатах проведённых исследований на страницах журнала Frontiers in Genetics. «То, что мы обнаружили, скажем прямо, удивило нас» – говорит Исидор Ригоутс.

Группа исследователей проанализировала три миллиона пар оснований генома человека на предмет наличия последовательностей ДНК, которые бы напоминали 530 известных ядерных и митохондриальных тРНК. Несмотря на то, что в ходе поисков учёные использовали очень жёсткие критерии, они нашли 454 «двойниковых» локуса, то есть последовательностей, которые напоминают тРНК, но до сих пор экспериментально не подтверждены как таковые.

О 81% из обнаруженных двойниковых тРНК не сообщалось ранее. Довольно неожиданно учёные обнаружили, что большая часть данных локусов напоминает некоторые из 22 митохондриальных тРНК.

Интересно отметить, выявленные тРНК-двойники не распространены равномерно по 24 хромосомам. Наоборот, они располагаются преимущественно на некоторых хромосомах и не выявляются на других. Например, в случае хромосом 1, 2, 7, 8 и 9 выявляется львиная доля обнаруженных тРНК-двойников. С другой стороны, хромосома 18 не содержит их. Есть кодоны, которые представлены среди двойников в значительной степени. А некоторые кодоны среди данных двойников не выявляются вообще.

Так же команда исследователей открыла, что расположение двойников тРНК на хромосомах носит неслучайный характер. Наоборот, данные двойники располагаются в непосредственной близости к известным ядерным тРНК.

Это, разумеется, вызывает встречный вопрос, кодируются ли тРНК-двойники так же, как и известные тРНК. Путём изучения публичных баз данных специалисты нашли доказательство транскрипции для более 20% выявленных тРНК-двойников.

По мнению Исидора Ригоутса выявленная информация, безусловно, является весьма интересной.

«Однако в настоящий момент неясно, принимают ли данные молекулы участие в трансляции так же, как и тРНК, или выполняют совсем другие функции» – уточняет он.