I senaste numret av The Economist finns en läsvärd artikel om den tills ganska nyligen mestadels förbisedda molekylen RNA - ribonukleinsyra. Molekylen är nära släkt med DNA (deoxyribonukleinsyra) och spelar en viktig roll i cellen som förmedlare av budskap: RNA-strängar skapas från DNA-mallen och dessa strängar översätts sedan till proteiner.
Länge var det ungefär så man såg på RNA; en extremt viktig men förhållandevis ointressant molekyl som vi redan visste tillräckligt om. Man hade hittat ett par tre olika typer med lite olika funktioner och sen var det nog med den saken. Det som hänt på senare tid är att molekylärbiologer plötsligt insett att de inte visste så mycket som de trodde - faktum är att hela cellbiologin helt oförhappandes ställts på huvudet av nya fynd som visar att RNA är långt viktigare än man trott.
För det första finns det många fler typer av RNA än de välkända messengerRNA (som är intermediären mellan DNA och protein), transferRNA (som parar ihop rätt nukleotidkombinationer med rätt aminosyror för att bygga proteinet) och ribosomal RNA (som är själva maskineriet som bygger ihop proteinerna).
The diversity is staggering. There are scnRNAs, snRNAs and snoRNAs. There are rasiRNAs, tasiRNAs and natsiRNAs.
The Economist fortsätter med att beskriva hur ett särskilt RNA (som fått namnet XIST) ansvarar för att stänga av den extra X-kromosom vi honor bär med oss (annars får vi problem med överdosering av vissa genprodukter!), och att det till och med finns ett "pregnancy-induced non-coding RNA" som passande nog döpts till PINC. Anstormningen av nya RNA-sorter har lett till att särskilda kommiteer tillsatts för att reda ut nomenklatur och klassificering.
Men vad sysslar alla dessa små, hittills okända, molekyler med? Det verkar som om de döljer svaret till en gammal, svårutredd fråga inom biologin: Hur kommer det sig att stora, komplexa varelser som människan har ungefär samma antal kodande gener som små och enkla organismer som nematoder? Det visar sig att skillnaden troligtvis ligger just i alla dessa små RNA-molekyler. Levande organismer är alla beroende av ungefär samma typer av proteiner, skillnaden i komplexitet ligger i var i organismen och när under dess embryologiska utveckling dessa proteiner får göra sitt jobb. Och regleringen sker bland annat med hjälp av olika typer av RNA.
The picture that is emerging is one of "hard-wired" simple organisms, which mostly stick to using RNA for fetching and carrying, and "soft-wired" complex ones that employ it in a management capacity. In the complexity stakes, it is not how many protein-coding genes you have, but how you regulate them, that counts.
Bland annat tycks dessa små RNA-bitar reglera Hox-gener, som jag skrivit om förut.
Dr Bartel has already discovered microRNA genes interspeersed among sets of protein-encoding genes called Hox clusters. Hox clusters contain basic instructions about body plans, and the genes within them are arranged inn the order in which they influence their owner’s shape during development. /…/ The role of the interspersed microRNAs is to regulate these high-level commands.
Det är även detta som ger upphov till de för många något förbryllande epigenetiska fenomenen som gör att organismer ibland uppvisar en närmast Lamarckisk ärftlighet - minns ni de stressade hönsen vars avkommor ärvde förvärvade egenskaper? Medias spin på det hela var förstås att man nu utmanar Darwins evolutionsteori, men det är bara löjligt. Epigenetiken ligger som ett lager ovanpå den vanliga genetiken och är det Economist hänvisar till som "soft-wiring": Hur gener regleras och uttrycks bestäms av molekyler som påverkar DNA på olika sätt utan att för den skull inducera mutationer, och dessa molekyler kan ärvas i ägget och på så sätt få det att se ut som om förvärvade egenskaper ärvts á la Lamarck.
The idea that the RNA operating system which is emerging into view can, as it were, re-write the DNA hard-drive in a predesigned way, is not completely ridiculous. This could not result in genuine novelty. That must still come from natural selection. But it might optimise the next generation using the experience of the present one, even though the optimising software is the result of Darwinism. And if that turned out to be commonplace, it would be the paradigm shift to end them all.
Det är med andra ord spännande att vara biolog just nu, förutsatt att man inte är för fast i sitt tänkande - men det ska ju inte en riktig vetenskapsman vara…
