W komórce nawet najmniejsze cząsteczki działają według precyzyjnie określonego harmonogramu. Naukowcy z Małopolskiego Centrum Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego odkryli, że w specjalnych cząsteczkach transportujących aminokwasy rzadka modyfikacja chemiczna pojawia się jeszcze zanim owe cząsteczki w pełni dojrzeją. Odkrycie to zmienia dotychczasową wiedzę o najmniejszych „pracownikach” naszych komórek.
Aby powstały „molekularne maszyny życia”, jakimi są białka, nasze komórki potrzebują tRNA – specjalnych cząsteczek transportujących aminokwasy. Świeżo powstałe tRNA nie są jednak od razu gotowe do pracy. Muszą najpierw uzyskać odpowiednią strukturę trójwymiarową oraz zostać „usprawnione” odpowiednimi modyfikacjami chemicznymi, które doprecyzują ich funkcję.
Jedną z takich modyfikacji jest kweozyna (Q) —wyjątkowo interesująca i rzadka cząsteczka, zajmująca kluczową pozycję w regionie antykodonu niektórych tRNA. W przypadku tRNA przenoszącego aminokwas tyrozynę, sprawa jest jeszcze bardziej skomplikowana: w jego pętli antykodonowej znajduje się dodatkowy fragment RNA, zwany intronem, który musi zostać usunięty w procesie zwanym splicingiem, zanim tRNA będzie mogło zacząć działać.
Do tej pory naukowcy nie wiedzieli, co się dzieje najpierw — modyfikacja czy splicing. W opublikowanych właśnie badaniach naukowcy z Małopolskiego Centrum Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego, we współpracy z niemieckimi uczonymi z Uniwersytetu Ruprechta i Karola w Heidelbergu, Uniwersytetu Jana Gutenberga w Moguncji, Uniwersytetu w Marburgu, wykazali, że kweozyna (oraz jej pochodna galaktozylowana kweozyna) są dołączane do prekursorów tRNA-Tyr jeszcze przed usunięciem intronów, co potwierdzono zarówno w doświadczeniach in vitro, jak i in vivo. Co więcej, naukowcy dowiedli, że kolejność tych zdarzeń zachowana jest u wielu gatunków — od nicienia i muszki owocowej, po mysz i człowieka.
Nasze wysokorozdzielcze struktury uzyskane metodą cryo-EM (mikroskopia elektronowa w ultraniskich temperaturach – dop. MK) pokazały, że kompleks enzymatyczny QTRT1/2 potrafi bezpośrednio rozpoznawać i modyfikować tRNA-Tyr przed splicingiem – tłumaczy dr Sebastian Glatt.
Odkrycie to rzuca nowe światło na sposób koordynacji modyfikacji i obróbki tRNA podczas jego dojrzewania w komórkach eukariotycznych. Wyniki zostały niedawno opublikowane w czasopiśmie „Nature Communications”.
MK, źródło: MCB UJ
Intrygująca kolejność zdarzeń pod względem ewolucyjnym. Ciekawe!