Cambridge, Ma (VS) – Wetenschappers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben RNA-moleculen in elkaar gezet die op twee manieren kunnen vouwen. Elk van de twee opgevouwen vormen heeft zijn eigen katalytische activiteit.


Dat RNA – het broertje van DNA – een centrale rol speelt in al het leven op Aarde, wisten we al langer. Met name bij de biosynthese van eiwitten is RNA onmisbaar. Boodschapper-RNA (mRNA) draagt de erfelijke boodschap voor alle eiwitketens. Ribosomen, die voor een belangrijk deel RNA bevatten (zogenaamd ribosomaal RNA), zijn de ‘eiwitfabriekjes’ die het mRNA langsgaan; op basis van de code in dat mRNA knopen ze één voor één aminozuren aan de groeiende eiwitketen. Transporteur-RNA (tRNA) ten slotte brengt deze aminozuren naar mRNA en ribosomen toe.

In de jaren tachtig ontdekte de Amerikaan Tom Cech dat RNA-moleculen ook katalytisch actief kunnen zijn. Een Nobelprijswaardige ontdekking, want tot dat moment dacht men dat alleen bepaalde eiwitten als biokatalysatoren werken. Naar analogie van het woord ‘enzym’ werden de katalytische RNA-moleculen ‘ribozymen’ genoemd. Het ontlokte Cech de gedachte dat RNA aan de basis staat van het leven.
Cechs hypothese werd zeer onlangs versterkt toen de driedimensionale structuur van het ribosoom werd opgehelderd. Er zitten weliswaar vele eiwitmoleculen in een ribosoom, maar geen daarvan komt maar enigszins in de buurt van het actieve centrum. RNA doet al het werk.

RNA heeft nog meer verrassingen in petto, blijkt uit onderzoek dat Amerikaanse wetenschappers onlangs publiceerden in Science. Bij enzymen bepaalt de aminozuurvolgorde de driedimensionale structuur, en daardoor ook de enzymatische activiteit. Maar voor katalytische RNA-moleculen gelden blijkbaar andere regels. De Amerikanen knutselden een RNA-molecuul in elkaar dat op twee manieren kon vouwen. Elk van de twee vormen had zijn eigen specifieke katalytische activiteit.
Tot dusver was een van de hoofdwetten van de moleculaire biologie: één gen – één enzym – één functie. Daarom doet de nieuwe ontdekking het vakgebied schudden op haar fundamenten. Het betekent dat ribozymen op een zeker moment in de vroege evolutie nieuwe functies kunnen hebben gekregen zonder dat ze daarvoor mutaties moesten oplopen die hun RNA veranderden. Tom Cech lijkt steeds meer gelijk te krijgen met zijn gedachte dat het ribozymen en niet enzymen waren die als eerste biokatalysatoren dienst deden.

Jos van den Broek