To je skvělá otázka, protože se dotýká historie, která se v našem životě odehrává, revoluce v molekulární biologii. V posledních dvou desetiletích bylo svrženo „centrální dogma“ molekulární biologie, formulované Watsonem a Crickem po objevu DNA v letech 1952-1958. Čistý obraz genů, exkluzivní kontejnery dědičných znaků, kódující proteiny a kód kódovaný transkripcí enzymy a poté dodávaný messengerovou RNA z jádra do ribozomu, kde je dále transkribován na aminokyseliny; byl nahrazen mnohem komplexnějším a chaotičtějším obrazem epigenetického potlačení a modifikace kódu, který je přímo ovlivňován faktory prostředí a regulován rozsáhlými řádky „proteinových prvků“ nekódujících proteiny (nový termín včetně geny "), které byly dříve odmítnuty jako evoluční" haraburdí ".

Nedávné práce zmíněné v OP pocházejí ze simultánního vydání 30 (!) souvisejících článků z 5. září 2012 v Nature a několika dalších časopisech, autory konsorcia Encyclopedia of DNA Elements (ENCODE). Představují zásadní pokrok v dešifrování „nevyžádané“ funkce DNA. ENCODE je odnož Projektu lidského genomu zahájeného po jeho dokončení v roce 2003. Výpis informací byl tak obrovský, že Příroda vytvořila speciální web, který má čtenáře vést, ENCODE má také své vlastní webové stránky.

Ale myšlenka aktivní DNA, která se nepodílí na kódování proteinů, byla jeho primární funkcí v rámci „centrálního dogmatu“, ale produkovala nekódování RNA (ncRNA) je mnohem starší. Dobrým historickým průzkumem na toto téma je Eddy's Nature review Non-coding RNA Genes and the Modern RNA World (2001). Eddy sleduje myšlenku zpět k Genetické regulační mechanismy při syntéze proteinů Jacoba a Monoda (1961). Nebyli to matematičtí biologové a článek není příliš matematický, ale je určitě velmi teoretický:

" Myšlenka, že ncRNA by byla dobře přizpůsobena regulačním rolím, není nová. V procesu definování mnoha konceptů molekulární genetiky, včetně mRNA a operonů, François Jacob a Jacques Monod rozlišovali„ strukturní geny “ (např. lacZ) z „regulačních genů“ (např. lacI). V té době byly regulátory jako lacI definovány pouze geneticky a bylo známo, že specificky interagují s cis působícími sekvencemi (jako je lacO), buď na úroveň DNA nebo mRNA. Jacob a Monod usoudili, že komplementarita bází umožní RNA vysoce specificky interagovat s jinými sekvencemi nukleových kyselin. Navrhli, aby strukturní geny kódovaly proteiny a regulační geny produkovaly ncRNA (obr. 5). O čtyřicet let později jejich návrh vypadá mnohem relevantnější než kdy jindy.

Z bibliografie v Eddyho přehledu je patrné, že objevy genů ncRNA s epigenetickými regulačními funkcemi významně vzrostly na konci 90. let s, vedoucí nahoru t o výbuch po roce 2000, kdy byl zveřejněn původní návrh projektu Human Genome Project. Konečný koncept vyšel v roce 2003. Část zvuku a zuřivost let 2000–2003 se odráží v Gibbsově populární recenzi Unseen Genome: Gems Among the Junk (2003). Ojedinělé příklady však byly známy mnohem dříve. Jedno z prvních přímých potvrzení spekulací Jacob-Monoda přišlo v roce 1980 kvůli Rosalind Lee a jejím kolegům. Opět Eddy:

" Kanonickým příkladem identifikace genu ncRNA genetikou je příběh regulační RNA lin-4 u hlístice C. elegans. Lin-4 lokus byl identifikován při screeningu mutací, které ovlivňují načasování a sekvenci postembryonálního vývoje (HETEROCHRONICKÉ MUTACE) u C. elegans ... Lin-4 RNA inhibuje akumulaci proteinů LIN-14 a LIN-28 neznámým mechanismem. "

V roce 1988 Simons a Kleckner v Biologické regulaci pomocí Antisense RNA u Prokaryotů popsali jiný typ regulačního mechanismu ovlivněného geny na špatné straně žebříčku DNA, obvykle považovanými za nečinné záložní kopie. Od Gibbse:

" V některých případech má však zálohování svůj vlastní program. Zatímco gen produkuje rozumnou zprávu RNA, jeho alter ego může chrlit„ antisense " RNA, která má komplementární sekvenci. Kdykoli se setkají shodné sense a antisense RNA, spojí se a vytvoří své vlastní dvouvláknové žebříky - účinně zasahující do schopnosti genu exprimovat svůj protein ... Tyto konkurenční RNA mohou potlačit gen pouhým nahoru genovou messengerovou RNA. "

Není to tak, že by epigenetické funkce nekódujících RNA genů nebyly známy před rokem 2012 nebo dokonce před rokem 2000, ale spíše tím, že byly považovány za motolice, vzácné odnože na dálnici evoluční dědičnosti odhalené „centrálním dogmatem“, představované proteinem kódujícím „pravé“ geny třemi hlavními pruhy messengerové, přenosové a ribozomální RNA. Teprve po dokončení projektu lidského genomu v letech 2000–2003 se důkazy zastavily, zejména u lidí, a učinily tento názor neudržitelným. Gibbsova recenze popisuje mnoho dalších regulačních mechanismů ncRNA, které vyšly najevo koncem 90. let - počátkem 2000, jako aktivní pseudogeny, riboswitche a mikroRNA. A Eddy načrtává nově vznikající hypotézu „moderního světa RNA“, která má nahradit „centrální dogma“:

„ Mnoho z ncRNA, které ve skutečnosti vidíme, mají role, ve kterých je RNA optimálnější materiál než protein. U nekódujících RNA se často (i když ne vždy) nacházejí role, které zahrnují sekvenčně specifické rozpoznávání jiné nukleové kyseliny ... RNA je ze své podstaty ideálním materiálem pro tuto roli. komplementarita umožňuje, aby velmi malá RNA byla nádherně specifická pro jednotlivé sekvence.

Mnoho funkčních rolí nevyžaduje sofistikovanější katalytickou zdatnost proteinů a lze je provádět pomocí jednoduchých RNA. Zejména post-transkripční regulace lze dosáhnout jednoduše sterickým uzávěrem míst na cílové pre-mRNA nebo zralé RNA. V případech, které vyžadují více sofistikovanosti než prosté sterické blokování, mohou být nezbytné katalytické funkce delegovány na malý počet sdílených proteinů, zatímco specifické funkce rozpoznávání sekvencí jsou prováděny hordou jednotlivých malých RNA, které s těmito proteiny interagují. "