Учени разкриха нов начин, по който нашата ДНК може да създава нови гени от нулата

Учени са направили революционно откритие за това как нашето ДНК може бързо да създава нови гени, за да се адаптира към променящата се среда. Изследователи от Университета в Хелзинки, Финландия проучват грешки при репликацията на ДНК, когато се натъкват на процес, който позволява на някои единични мутации да създават палиндроми – последователности, които се четат по един и същи начин напред и назад. При определени обстоятелства тези палиндроми могат да еволюират в микроРНК (miRNA) гени.

МиРНК гените са малки, но играят важна роля в регулирането на други гени. Макар че много миРНК гени съществуват от дълго време, учените откриха, че при някои групи животни, като приматите внезапно могат да се появят изцяло нови миРНК гени.

Грешките, които позволяват този бърз процес на създаване на гени,се наричат шаблонни мутации (TSM). Свързаното с TSM създаване на миРНК гени е много по-бързо от еволюцията на нови функционални протеини. Екипът установява, че процесът на копиране на генетичен материал е от решаващо значение за този метод. Тези мутации създават пълни ДНК палиндроми, които след това дават началото на нови миРНК гени от некодиращи преди това ДНК последователности.

Изследователите използвали специален компютърен алгоритъм, за да сравнят геномите на приматите и бозайниците. Анализирайки тези геноми, те са успели да идентифицират видовете, които притежават двойки палиндроми на микроРНК. Те стигнали до заключението, че едно единствено мутационно събитие може да създаде пълна палиндромна структура.

Този новооткрит механизъм на репликация на ДНК, наречен превключване на шаблони осигурява по-ефективен начин за създаване на нови миРНК гени в сравнение с бавните и постепенни промени, които се случват с отделните градивни елементи. Според проучването в родословното дърво на приматите са открити над 6000 такива структури, които потенциално могат да доведат до появата на поне 18 нови миРНК генoма при хората.

Последиците от тези открития се простират отвъд еволюционните линии. Те предполагат универсален механизъм за създаване на миРНК гени, който би могъл да се приложи и за други РНК гени и молекули. Освен това откритието подчертава лекотата, с която могат да се появят нови миРНК гени и потенциално да повлияят на човешкото здраве. Някои миРНК, свързани с TSM, вече са показали функционална значимост при приматите.

Изследването, публикувано в Proceedings of the National Academy of Sciences, показва, че процесът TSM активно оформя нашите геноми в момента, тъй като в човешките популации има много варианти на TSM, способни да се превърнат в миРНК гени.