مواد ژنتيکی ما را اغلب با يک کتاب مقايسه میکنند. اما کتاب ژنتيکی ما
مانند يک رمان نيست که از آغاز تا پايان خوانده شود، بلکه مانند يک کتاب
آشپزی است. سلول فقط دستورهايی را میخواند که در آن لحظه بايد پخته شوند.
آن دستورهای پخت همان ژنهای ما هستند و خواندن آنها در سلول يعنی اينکه
نسخههای از RNA برپايهی آن ژنها ساخته شود. اين ملکولهای RNA سپس به
پروتيين ترجمه میشوند.
سلول سازوکارهای تنظيمی بسيار پيچيدهای
را به کار میگيرد تا اطمينان يابد که همهی ژنها در يک زمان خوانده
نمیشوند. سويچهای ژنی ويژهای بايد فعال شوند و افزون بر اين، مواد
شيمايی ويژهای بر ملکول DNA نشانه میگذارند و تعيين میکنند که از روی
کدام ژنها نسخههای RNA ساخته شود و کدام ژنها نبايد در دسترس باشند. به
سخن ديگر، کدام بخش کتاب باز و کدام بخش آن بسته باشد. واژهی زيستشناسان
برای توصيف اين فرايند «تنظيم روژني» (epigenetic gene regulation) است.
يکی
از سازوکارهای روژنی که بررسیهای بسياری دربارهی آن انجام شده، خاموش
کردن ژنها با گروهها متيل است. آنزيمها ويژهای به نام متيلترانسفراز
اين کار را با چسباندن گروههای متيل به «حروف» ويژهای از يک ژن که بايد
جلوی دسترسی به آن گرفته شود، انجام میدهند. يکی از رازهای زيست شناسی
ملکولی اين است که متيلترانسفرازها چگونه میدانند گروه متيل را به
کجا بچسباند تا به طور گزينشی يک ژن را غيرفعال کنند؟
اکنون
پژوهشگران آلمانی به پاسخ اين پرسش نزديکتر شدهاند. آنها بخشهايی از
ملکول DNA را برسی کردهاند که «دستور پخت» ندارند. اما از اين بخشهای متن
کتاب ژنتيک ما به روش تنظيمشدهای همچنان ملکولهای RNA ساخته میشود.
اين ملکولهای RNA دستور ساخت پروتيين ندارند و RNA غيررمزدهنده نام
گرفتهاند. بررسیهای پژوهشگران نشان داده است که ملکولهای RNA
غيررمزدهنده، تنظيمکنندههای مهمی در سلول هستند.
پژوهشگران
آلمانی به سرپرستی بانو گرامت برای نخستينبار نشان دادهاند که تنظيم
روژنی و تنظيم با RNA غيررمزدهنده با هم ارتباط دارند. دانشمندان به طور
مصنوعی ملکول RNA غيررمزدهنده به نام pRNA را به درون سلولها فرستادند. در
نتيجه، برچسبهای متيل به سويچ ژن ويژهای متصل شدند به گونهای که ژنها
مرتبط با آن سويچ خوانده نشدند. ملکول pRNA درست مکمل توالی DNA اين سوييچ
ژنی است و پژوهشگران دريافتند که pRNA در ناحيهی اين سويچ ژنی، نوعی
مارپيچ سه گانه با دو رشتهی DNA میسازد. در عوض متيلترانسفرازها
میتوانند به طور اختصاصی به اين مارپيچ سهگانه بچسبند و بنابراين به جايی
راهنمايی شوند که يک ژن بايد مسدود شود.
بيش از نيمی از مادهی
ژنتيکی ما به صورت RNA غيررمزدهنده رونويسی میشود. بنابراين امکان دارد که
ملکولهای RNA غيررمزدهندهی ويژهی همهی ژنها وجود داشته باشد که آنها
را به طور موقت خاموش میکنند. بنابراين میتوان دريافت که چگونه اين
تعداد بزرگ از ژنها میتوانند به طور گزينشی خاموش و روشن شوند.
