Výjimečné sekvence ribozomální RNA u sinice Scytonema hyalinum

Jak eukaryotní, tak i prokaryotní organismy ke svému životu nezbytně potřebují ribozomy. Jsou to malé buněčné továrny, v nichž se podle předpisu v RNA vyrábějí bílkoviny, přiřazováním správných aminokyselin. Klíčovým prvkem struktury ribozomů jsou takzvané ribozomální RNA (rRNA), čili ribonukleové kyseliny, které se sice vytvoří podle genů v genomu, ale už podle nich nevznikají žádné proteiny. Těchto ribozomálních RNA je několik typů. Bývají velmi konzervativní, čili do značné míry stejné i u velmi nepříbuzných organismů.

Jan Mareš z Botanického ústavu AV ČR v Třeboni, Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity a Biologického centra AV ČR se svými spolupracovníky prostudovali jednu z těchto ribozomálních RNA, konkrétně 16S rRNA, u vláknité sinice druhu Scytonema hyalinum. Sekvence ribozomálních RNA se u sinic a dalších bakterií nacházejí v souvislých úsecích, které se nazývají operony. Sinice Scytonema hyalinum mají takových operonů s geny pro ribozomální RNA celkem 5.

Zjistili, že v jednom z těchto 5 operonů pro ribozomální RNA se nachází sekvence DNA pro 16S rRNA, která je velmi odlišná od ostatních. Pokud bychom vyloučili změny sekvence spojené s vložením či vyjmutím části sekvence, tak jde dokonce o zatím nejvíce odlišnou sekvenci pro stejný gen v jednom druhu u prokaryotního organismu. Míra odlišnosti sekvence v tomto případě dosahuje 7,3 až 9 procent. Sekundární struktura takto odlišné sekvence DNA pro 16S rRNA je ovšem téměř taková, jak by měla být. Tím pádem je i takto odlišná sekvence zřejmě v ribozomu funkční. Zmíněné odlišné sekvence DNA pro 16S rRNA v jednom z operonů se objevují u mnoha různých kmenů Scytonema hyalinum, takže zřejmě poskytují sinicím nějakou evoluční výhodu.

Scytonema hyalinum. Kredit: Kateřina Delawská / sinicearasy.cz

Johansen, J. R., Mareš, J., Pietrasiak, N., Bohunická, M., Zima, J., Jr., Štenclová, L., Hauer, T. 2017. Highly divergent 16S rRNA sequences in ribosomal operons of Scytonema hyalinum (Cyanobacteria). PLoS ONE 12: e0186393.

Kontakt: RNDr. Jan Mareš, Ph.D. (jan.mares at centrum.cz)