Wat is RNA?

Laten we beginnen met de basis. Desoxyribonucleïnezuur (DNA) is een molecuul waarmee u wellicht al bekend bent; het bevat onze genetische code, de blauwdruk van het leven. Deze essentiële molecule vormt de basis voor het “centrale dogma van de biologie”, of de opeenvolging van gebeurtenissen die nodig zijn om het leven te laten functioneren. DNA is een lange, uit basen opgebouwde dubbelstrengs molecule die zich in de celkern bevindt. De volgorde van deze basen bepaalt de genetische blauwdruk, vergelijkbaar met de manier waarop de volgorde van de letters in het alfabet wordt gebruikt om woorden te vormen. De “woorden” van het DNA zijn drie letters (of basen) lang, en deze woorden coderen specifiek voor genen, die in de taal van de cel de blauwdruk vormen voor de eiwitten die moeten worden vervaardigd.

Om deze blauwdrukken te ‘lezen’, wordt het dubbel-helicale DNA opengeritst om de afzonderlijke strengen bloot te leggen, en een enzym vertaalt ze in een mobiele, intermediaire boodschap, ribonucleïnezuur (RNA) genaamd. Deze tussenliggende boodschap wordt boodschapper-RNA (mRNA) genoemd, en bevat de instructies voor het maken van eiwitten. Het mRNA wordt vervolgens buiten de kern getransporteerd, naar de moleculaire machine die verantwoordelijk is voor de aanmaak van eiwitten, het ribosoom. Hier vertaalt het ribosoom het mRNA met behulp van een ander drieletterwoord; elke drie basenparen duiden een specifieke bouwsteen aan, een aminozuur (waarvan er 20 zijn), om een polypeptideketen te maken die uiteindelijk een eiwit zal worden. Het ribosoom stelt een eiwit samen in drie stappen – tijdens de initiatie, de eerste stap, brengt transfer-RNA (tRNA) het specifieke aminozuur dat wordt aangegeven door de drielettercode naar het ribosoom. In de tweede stap, elongatie, wordt elk aminozuur opeenvolgend verbonden door peptidebindingen, waardoor een polypeptideketen wordt gevormd. De volgorde van elk aminozuur is cruciaal voor de functionaliteit van het toekomstige eiwit; fouten bij het toevoegen van een aminozuur kunnen leiden tot ziekte. Tenslotte, tijdens de terminatie, wordt de voltooide polypeptideketen losgemaakt van het ribosoom en gevouwen tot zijn uiteindelijke proteïnestaat. Eiwitten zijn nodig voor de structuur, functie, en regulering van de weefsels en organen van het lichaam; hun functionaliteit is schijnbaar eindeloos.

Tijdens de tweede helft van de 20e eeuw geloofden wij dat de voornaamste rol van RNA was om te bemiddelen tussen DNA en eiwit, zoals wij hierboven hebben beschreven. In de laatste drie decennia zijn deze lang gekoesterde overtuigingen aan diggelen geslagen. We zijn getuige geweest van verbazingwekkende ontdekkingen op het gebied van de RNA-biologie, waarvan vele afkomstig zijn uit onze eigen laboratoria hier bij het RTI. In 1998 ontdekten Andrew Fire en Craig Mello van het RTI RNA-interferentie (RNAi), waarbij dubbelstrengs RNA specifieke genen kan vinden en uitschakelen op basis van bepaalde sequenties (volgorde van de ‘woorden’). Hiervoor kregen zij in 2006 de Nobelprijs! Om meer te begrijpen over RNAi en te leren hoe wij dit instrument ontwikkelen tot een therapeutisch platform, zie: Wat is RNAi?