06/11/2021 - Nota do Editor: A Thomas Jefferson University emitiu a seguinte correção (18/6/21): "A versão original deste artigo afirmou que a polimerase teta foi a primeira polimerase de mamífero com a capacidade de transcrever RNA em DNA. Em Na verdade, outras polimerases demonstraram desempenhar essa função, embora com eficiência muito menor do que a transcriptase reversa do HIV. O artigo foi corrigido e lamentamos o erro."
As células contêm maquinaria que duplica o DNA em um novo conjunto que entra em uma célula recém-formada. Essa mesma classe de máquinas, chamadas polimerases, também constrói mensagens de RNA, que são como notas copiadas do repositório central de receitas de DNA, para que possam ser lidas com mais eficiência em proteínas. Mas pensava-se que as polimerases só funcionavam em uma direção de DNA em DNA ou RNA. Isso evita que as mensagens de RNA sejam reescritas no livro de receitas mestre do DNA genômico. Agora, pesquisadores da Thomas Jefferson University fornecem evidências de que segmentos de RNA podem ser escritos de volta no DNA por meio de uma polimerase chamada teta, o que pode ter amplas implicações que afetam muitos campos da biologia.
"Este trabalho abre as portas para muitos outros estudos que nos ajudarão a entender o significado das polimerases que podem escrever mensagens de RNA no DNA", diz Richard Pomerantz, PhD, professor associado de bioquímica e biologia molecular na Universidade Thomas Jefferson. "A polimerase teta pode fazer isso com alta eficiência, levanta muitas questões." Por exemplo, essa descoberta sugere que as mensagens de RNA podem ser usadas como modelos para reparar ou reescrever o DNA genômico.
O trabalho foi publicado em 11 de junho na revista Science Advances.
Juntamente com o primeiro autor Gurushankar Chandramouly e outros colaboradores, a equipe do Dr. Pomerantz começou investigando uma polimerase muito incomum, chamada polimerase teta. Das 14 DNA polimerases em células de mamíferos, apenas três fazem a maior parte do trabalho de duplicar todo o genoma para se preparar para a divisão celular. Os 11 restantes estão principalmente envolvidos na detecção e reparos quando há uma quebra ou erro nas fitas de DNA. A polimerase teta repara o DNA, mas é muito propensa a erros e comete muitos erros ou mutações.
Os pesquisadores, portanto, notaram que algumas das qualidades "ruins" da polimerase teta eram compartilhadas com outra máquina celular, embora mais comum em vírus - a transcriptase reversa. Como Pol teta, a transcriptase reversa do HIV atua como uma DNA polimerase, mas também pode se ligar ao RNA e escrever o RNA de volta em uma fita de DNA.
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Em uma série de experimentos elegantes, os pesquisadores testaram a polimerase teta contra a transcriptase reversa do HIV, que é uma das mais bem estudadas do gênero. Eles mostraram que a polimerase teta era capaz de converter mensagens de RNA em DNA, o que fazia tão bem quanto a transcriptase reversa do HIV, e que na verdade fazia um trabalho melhor do que quando duplicava DNA em DNA. A polimerase teta foi mais eficiente e introduziu menos erros ao usar um modelo de RNA para escrever novas mensagens de DNA do que ao duplicar DNA em DNA, sugerindo que essa função poderia ser seu objetivo principal na célula.
O grupo colaborou com o laboratório do Dr. Xiaojiang S. Chen na USC e usou cristalografia de raios-x para definir a estrutura e descobriu que essa molécula era capaz de mudar de forma para acomodar a molécula de RNA mais volumosa - um feito único entre as polimerases.
"Nossa pesquisa sugere que a principal função da polimerase teta é atuar como uma transcriptase reversa", diz o Dr. Pomerantz. "Em células saudáveis, o objetivo desta molécula pode ser o reparo de DNA mediado por RNA. Em células não saudáveis, como células cancerosas, a polimerase teta é altamente expressa e promove o crescimento de células cancerígenas e resistência a drogas. Será emocionante entender melhor como A atividade da polimerase teta no RNA contribui para o reparo do DNA e a proliferação de células cancerígenas."
Esta pesquisa foi apoiada por NIH concede 1R01GM130889-01 e 1R01GM137124-01, e R01CA197506 e R01CA240392. Esta pesquisa também foi apoiada em parte por uma doação da Tower Cancer Research Foundation. Os autores informam que não há conflitos de interesse.
Fonte: https://www.sciencedaily.com/