Manualele de biologie prezintă, de regulă, o regulă simplă: ADN-ul se face după un „șablon” preexistent. Cu alte cuvinte, o enzimă copiază o secvență de ADN sau, în unele cazuri, una de ARN, iar noul lanț rezultat urmează instrucțiunile acelei molecule-matcă. Un studiu publicat acum câteva zile în revista Science descrie însă un sistem bacterian care pare să facă un lucru mult mai neobișnuit: una dintre enzimele implicate sintetizează ADN fără să folosească drept model o altă moleculă de ADN sau ARN.

Descoperirea a fost făcută într-un sistem de apărare antivirală al bacteriilor, numit DRT3. Potrivit lucrării, DRT3 este alcătuit din două enzime de tip revers-transcriptază, numite Drt3a și Drt3b, plus un ARN necodant. Împreună, ele produc un ADN repetitiv, format din alternanțe de baze. Partea cea mai surprinzătoare este că Drt3a urmează o logică mai familiară, folosind un motiv din ARN drept ghid pentru a sintetiza un lanț de ADN, în timp ce Drt3b produce lanțul complementar fără un șablon nucleic clasic.

Mai exact, rezumatul articolului arată că Drt3a produce un lanț de tip poly(GT) folosind un motiv conservat ACACAC din ARN drept template, iar Drt3b sintetizează apoi un lanț complementar poly(AC) „în absența completă a unui template de acid nucleic”. Știrea publicată de Science rezumă ideea într-o formulă spectaculoasă, dar utilă: enzima pare să își folosească propria structură proteică drept ghid pentru ordinea bazelor care sunt adăugate.

Asta nu înseamnă că întreaga biologie moleculară ar trebui rescrisă peste noapte. S-ar putea spune că noul rezultat introduce o excepție remarcabilă într-un peisaj care părea mult mai rigid decât este în realitate. ADN-ul rămâne purtătorul clasic al informației genetice, iar regulile obișnuite ale complementarității bazelor nu dispar. Ceea ce se schimbă este ideea că orice ADN nou trebuie, în toate cazurile, să fie copiat după un alt acid nucleic. În sistemul DRT3, cel puțin pentru unul dintre lanțuri, instrucțiunea pare să vină din arhitectura unei proteine.

De ce ar face bacteriile așa ceva? Pentru moment, mecanismul exact prin care acest sistem le apără de virusurile care le infectează – bacteriofagii – nu este încă pe deplin clarificat. Articolul din Science și relatările bazate pe el sugerează că ADN-ul repetitiv produs astfel ar putea avea un rol de apărare, fie blocând anumite procese ale fagului, fie activând alte răspunsuri imune bacteriene. Cu alte cuvinte, nu vorbim doar despre o curiozitate biochimică, ci despre o piesă din arsenalul defensiv al microbilor.

Descoperirea este interesantă și dintr-un alt motiv: multe dintre cele mai importante unelte moderne ale biologiei au pornit tocmai din mecanisme de apărare bacteriană. Cazul cel mai celebru este CRISPR. Autorii și comentatorii citați de Science cred că și DRT3 ar putea deveni, în timp, o platformă biotehnologică utilă, pentru că reunește într-un singur complex funcții care permit sinteza unor secvențe foarte specifice de ADN. Deocamdată este prea devreme pentru promisiuni spectaculoase, dar ideea că un astfel de sistem ar putea fi adaptat pentru producerea controlată de ADN sau biomateriale este deja luată în serios.

Desigur, lumea microbiană ascunde încă multe mecanisme stranii, capabile să lărgească ceea ce credeam că știm despre viață. În acest caz, surpriza este însă una autentică: într-un colț al universului bacterian, ADN-ul pare să poată fi produs nu doar prin copierea altui acid nucleic, ci și cu ajutorul formei precise a unei proteine.