mRNA Başlangıç Kompleksinin Yapısı Kanser ve Diğer Hastalıkların İç Yüzünü Anlamamızı Sağlayabilir
RNA ‘yı proteine çeviren başlangıç noktasını bulmak için California Üniversitesi ve Cambridge’teki Moleküler Biyoloji MRC Laboratuvarı’ndan araştırmacılar mRNA’yı taradığında , oluşan kompleksin yapısını çözdü. Bu keşif, 4 eylülde Science dergisinde yayımlandı ve temel sürecin anlaşılmasına yardımcı oluyor.
Bu çalışmanın yazarı ve UC Davis’te moleküler ve hücresel biyoloji profesörü olan Christopher Fraser : “Bu yapı, insan hücrelerinde çeviri başlangıcı hakkında bildiklerimizi değiştiriyor ve alandaki insanlarda muazzam bir heyecan var.” dedi.
Neredeyse tüm hücrelerimiz tüm genomumuzu içermesine rağmen, hücreler çeşitli işlevlerini yerine getirmek için ihtiyaç duydukları proteinleri yapmak için farklı gen alt kümelerini kullanır. Bu, DNA’nın önce mRNA üretmek için kopyalandığı ve ardından mRNA’nın protein yapmak için dönüştürüldüğü süreçler üzerinde tam kontrol gerektirir.
mRNA’nın parçasına ribozom bağlandığında translasyon başlar ve başlangıç kodonu bulunana kadar tarama yapar. RNA’nın üç harfi translasyonun nerede başladığını belirtir. Bu sürece dahil olan başlatma faktörleri olarak bilinen bir düzineden fazla farklı protein vardır. Bu başlangıç faktörlerinin çeşitli kanser türlerinde düzensiz olduğu bulundu.
Giriş kompleksinin yapısının çok az anlaşılması nedeniyle henüz bu faktörlerin nasıl bir araya geldiği ve nasıl mRNA tarafından tarandığı belirsiz.
Bunu araştırmak için, Fraser ve UC Davis Moleküler ve Hücresel Biyoloji Departmanından doktora sonrası araştırmacı Masaaki Sokabe, kompleksin yapısını görselleştirmek için LMB’de Venki Ramakrishnan, Jailson Brito Querido, Sebastian Kraatz ve Yuliya Gordiyenko ile işbirliği yaptı. Ramakrishnan, ribozomun yapısı üzerine yaptığı çalışmalardan dolayı 2009 Nobel Kimya Ödülü’nü paylaştı.
Araştırma ekibi , tarama halinde tutulması için başlatma kodonu eksik mRNA’yı kullandı Biyolojik bir makine için büyükken , bu kompleks 3000 insan saçı genişliğinde düşünülebilir. Araştırmacılar bu nedenle, yakalanan mRNA’yı içeren kompleksin bir yapısını elde etmek için LMB’de kriyoelektron mikroskobu kullandı. Kriyoelektron mikroskobu, biyologların biyolojik moleküllerin üç boyutlu filmlerini tek atom ölçeğine kadar çekmelerine olanak tanır.
Bu yapıdan yola çıkılarak araştırmacılar , mRNA’nın küçük ribozamal altbirimlerin içindeki kanallara nasıl yerleştiğine dair model ve mRNA’nın tarama için ribozomdan nasıl çekildiğine dair bir mekanizma önerdi. Bu durum eski tipte bir projektör cihazıyla film yapmaya benzetilebilir .
Çoğu mRNA için, başlangıç kodonunun, Sokabe ve Fraser tarafından biyokimyasal olarak onaylanan tarama sürecinde bulunması için mRNA’nın ön ucundan yeterince uzakta olması gerektiğini tahmin ettiler. Modelin daha fazla uyumu, LMB’den Mark Skehel tarafından gerçekleştirilen kütle spektrometresi ile elde edildi.
Fraser, UC Davis Biyolojik Bilimler Koleji’nin yakın zamanda kendi kriyoelektron mikroskopi tesisini açtığını ve bu tür bir çalışmayı kampüste mümkün kıldığını söyledi.
Çalışma, UKRI MRC, Avrupa Biyokimya Dernekleri Federasyonu, Wellcome, Louis-Jeantet Vakfı ve Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından finanse edildi.
Kaynak: sciencedaily.com
