Buňky jsou něco jako malé továrny v nichž většinu práce dělají proteinové stroje. Jako všechny stroje i tyto se montují ze součástek, jen jim biologové říkají aminokyseliny. V buňkách se sestavují podle instrukcí zapsaných v DNA. Minulý týden v časopisu Science vyšel článek z něhož vyplývá, že aminokyseliny mohou být sestaveny nejen podle příkazů ribonukleové kyseliny ale i podle proteinu. To ale neznamená nic menšího, než jakoby genetické instrukce byly zbytečné...
Když si buněčnou továrnu představíme jako automobilku, potom ribozomy v ní jsou montážními linkami osazenými proteinovými stroji. Jejich montáž probíhá podle předem daných pravidel a vyrábí se podle dizajnu zadaného ředitelstvím. To pracuje v programu DNA. V takových výkresech se ale vyznají jen programátoři a do čitelné předlohy je uvádí technici s titulem RNA (messengerová RNA). Slušný podnik má výstupní kontrolu. Ta, když zjistí, že je něco špatně, přikáže vadnou ribozomální linku odpojit a rozebrat a nedokončený proteinový výrobek jde do recyklace. Funguje to tak i vnašich buňkách.
Jak se nyní ukázalo, montážní linka v buňkách jede dál i tehdy, když komunikace s velením selže a genetické instrukce jsou zašantročeny. Syntéza proteinů běží i bez genetického plánu. O tom, jaká aminokyselina má být do řetězce přidána v takovém případě nerozhoduje RNA (ribonukleová kyselina) ale řídící funkci na do-syntetizování molekuly přebírá protein.
To je poněkud v rozporu s tím, co se i na univerzitách učí. Na proteiny nový poznatek vrhá zcela jiné světlo. Jakoby v případě průšvihu vykazovaly jistou míru zastupitelnosti a dařilo se jim zajistit, že celý proces syntézy běží dál. Chytrému proteinu imitujícímu funkci mRNA, dali vědci jméno Rqc2. Zvládá do tvořících se řetězců proteinových molekul zařazovat aminokyseliny alanin a treonin.
Když dva dělají totéž
nemusí být výsledkem to samé. Když výrobní linka vyrobí auto bez klaksonu, moc to nevadí, ale když v některém rohu chybí kolo, nebo jich je někde víc, nejspíš by se s tím moc bezpečně jezdit nedalo. Vědci dospěli k názoru, že právě něčemu podobnému náš protein dělá přítrž. Je vlastně jen jakousi nouzovkou. Označení nouzovka ale nejspíš nebude to pravé, protože tato „nouzovka“ se může uplatňovat dokonce ve dvou různých záležitostech. Může vyrobený zmetek vybavovat kódem (sled alaninu a treoninu), který je pro úklidové čety signálem, že to má co nejdříve zmizet, aby neutrpěla prestiž značky. Druhá funkce se nemusí týkat konečného výrobku ale "chytrý protein" svou činností může vlastně testovat funkci celého stroje (ribozomu)a zjišťovat, pracuje-li, jak se na něj sluší a patří. To vše díky tomu, že proteinová syntéza může, byť krátce, pokračovat i jen pod taktovkou proteinu. Že by protein mohl být iniciátorem toho, co diktuje zařazování aminokyselin do proteinového řetězce je něco, co se jako funkce proteinů zatím nepředpokládalo a co bylo považováno za výsadu nukleových kyselin. Nejspíš nám to trochu změní i představy o vzniku života. Mohlo to být jednodušší, pokud část funkce RNA zastaly proteiny.
Některé indicie naznačují, že vědci u zmíněného proteinu kápli na něco, co strká prsty do záležitosti přezdívané „ach“. Ta u nás navštěvuje hlavně Pražáky (Praha již eviduje přes 19 000 případů), v menší míře pak postihuje i lokality, kde koncentrace centrálních úřadů není tak vysoká. "ACh" celým jménem Alzheimerova demence, nás ročně přijde asi na 39 miliard korun. Ani zdaleka, jak si mnozí stále myslí, nehrozí jen těm nejstarším.
První autor publikace, která u proteinu odhalila jejich dosud neznámou funkci.
Světová zdravotnická organizace předvídá, že do roku 2050 se počet takto nemocných zčtyřnásobí. Výhled soužití se sto miliony nemocných s Alzheimerem a k tomu dalšími se sníženým intelektem v důsledku Huntingtonovy choroby (u těch protein Rqc2 také asi hraje jedny z hlavních houslí), našim dětem světlé zítřky moc nevěští. Držme proto partě okolo P. Shena, v níž se to čínskými příjmeními jen hemží, aby se jim zadařilo hromadné dementnění planety přibrzdit dřív, než bude pozdě.
Literatura
Rqc2p and 60S ribosomal subunits mediate mRNA-independent elongation of nascent chains. Peter S. Shen, Joseph Park, Yidan Qin, Xueming Li, Krishna Parsawar, Matthew H. Larson, James Cox, Yifan Cheng, Alan M. Lambowitz, Jonathan S. Weissman, Onn Brandman, Adam Frost. Science, Jan. 2, 2015. www.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/science.1259724
University of Utah Health Sciences
Diskuze:
Rozumím tomu správně
Matěj Štefaník,2015-01-06 15:27:56
že to je vlastně mechanismus pro korekci translace (pravděpodobně se díky přidaným aminokyselinám nevytvoří správná 3D struktura a výsledný protein je díky tomu hned zase "rozebrán")? Dost se to podobá mechanismu transkripce DNA na RNA, kdy se taky na konec RNA přiřetězují opakující se sekvence.
Nevím, jestli bych to považoval za popření evangelia molekulární biologie :).
Ano i ne
Josef Pazdera,2015-01-06 15:59:03
Nemyslím, že jde o obdobu korekce. Není to oprava. Je to ještě po krátkou dobu skutečné pokračování proteinové syntézy pod taktovkou proteinu. Že by protein mohl být tím, co diktuje zařazování aminokyselin do proteinového řetězce, je něco, co se jako funkce proteinů zatím předpokládalo.
V názvu jsem poněkud "přitlačil", ale záměrně. Myslím, že u těchto poznatků stojí za to, aby přitáhnul i ty, co by jinak článek nečetli :)
Tomáš Hluska,2015-01-08 23:46:04
K článku se z domu nedostanu, tak soudím jen podle abstraktu (a tohodle článku), ale IMHO nepůjde ani tak o korekci jako spíše o uvolnění zaseknutého (uvolněného) ribozomu a označení nepovedéno proteinu.
Něco podobného existuje i na úrovni RNA - v případě přerušení RNA, kdy chybí STOP kodon nastupuje na řadu speciální RNA, která pak řídí zabudování několika dalších aminnokyselin (tuším, že jde taky o alaniny) než je protein uvolněn a ribozom se tak nezasekne s nedokončeným proteinem. Je třeba si uvědomit, že uvolnění proteinu z ribozomu není tak jednoduchá záležitost a vyžaduje spolupráci dalších proteinů. Stejně tak je na jedné mRNA hned několik ribozomů, které překládají zároveň (postupně), takže pokud by k tomu uvolnění nedošlo, tak by si buňka zbytečně blokovala důležité zdroje.
Vzhledem k tomu, že autoři popsali situaci, kdy dojde k oddisociování podjednotek ribozomu, tak nemůže nastoupit RNA, aby sloužila jako templát pro ukončení proteinu a tudíž k tomu musí posloužit protein.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
