Vesmírná škola 2Vesmírná škola 2Vesmírná škola 2Vesmírná škola 2Vesmírná škola 2Vesmírná škola 2

Aktuální číslo:

2024/12

Téma měsíce:

Expedice

Obálka čísla

Prepíšeme poznatky o proteosyntéze?

 |  12. 6. 2014
 |  Vesmír 93, 328, 2014/6

Dnes sa študenti biochémie, molekulárnej biológie a genetiky učia, že gén riadi syntézu bielkoviny. Z tohto génu sa najprv syntetizuje mRNA (mediátorová, informačná RNA). Poradie nukleotidov v mRNA je v ribozómoch dekódované po troch nukleotidoch (tripletoch) a prekladané do aminokyselín, ktoré sa potom spájajú a vytvárajú molekulu bielkoviny. Ribozómy sa posúvajú po molekule mRNA kontinuálne až do prečítania celej zakódovanej informácie pre syntézu bielkoviny.

Pred štvrťstoročím sa zistilo, že v prípade syntézy jednej bielkoviny bakteriofága T4 jeho ribozóm preruší v istej chvíli svoju prácu – pri čítaní molekuly mRNA preskočí 50 nukleotidov – a potom pokračuje v syntéze kompletnej molekuly bielkoviny. Pretože sa nenašlo viac podobných prípadov, na problém preskoku ribozómov pri proteosyntéze sa akosi pozabudlo.

K uvedenému problému sa vrátil slovensko-kanadský vedecký tím, tentokrát študovaním proteosyntetického aparátu v mitochondriách kvasiniek Magnusiomyces capitatus. Slovenský tím viedol profesor Jozef Nosek a na projekte sa zúčastnili odborníci z Prírodovedeckej fakulty a Fakulty matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského v Bratislave a z Ústavu biochémie a genetiky živočíchov SAV v Ivanke pri Dunaji. Na kanadskej strane na projekte pracovali vedci z Université de Montréal. Originálne výsledky svojho výskumu publikovali v jednom z najprestížnejších amerických vedeckých časopisov (PNAS USA 111, 5926, 2014; www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1322190111).

Štúdiom viacerých génov v mitochondriách uvedených kvasiniek vedci dospeli k záveru, že pri čítaní tripletov na mRNA ribozóm dokáže nečakane preskočiť sekvenciu 27– 55 nukleotidov (pomenovali ju „byp“ – bypass element). Potom ribozóm pokračuje v syntéze bielkoviny čítaním ďalšej časti molekuly mRNA. Preskok časti mRNA a nasledujúce pristátie ribozómu na správnom mieste signalizuje charakteristické zoskupenie nukleotidov a štrukturálne slučky v molekule mRNA. Prekvapil fakt, že výskyt nukleotidových sekvencií typu „byp“ nie je zriedkavý, lebo ich pozorovali v 81 prípadoch vo viacerých kvasinkových génoch.

Sekvencie podobné „byp“ („byp-like“) vedci pozorovali aj pri iných kvasinkách. Preskok uvedených sekvencií však nespozorovali. Ribozómy ich kontinuálne dekódovali do aminokyselín, ktoré sa stali súčasťou pozmenenej bielkoviny. Inkorporácia sekvencie „byp-like“ do mRNA, ktorú ribozómy nepreskakujú, ale prepisujú, môže v priebehu evolúcie prispieť ku vzniku bielkovín s novými štruktúrami a biochemickými vlastnosťami.

Pozorovanie sekvencií „byp“ a „byp-like“ v rôznych génoch kvasiniek naznačuje, že sú to mobilné genetické elementy schopné za istých podmienok preskočiť z jedného génu na iný gén. Opísaný jav poopravuje základné poznatky, ktoré sme doteraz mali o syntéze bielkovín.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Biochemie
RUBRIKA: Glosy

O autorovi

Štefan Vilček

Prof. Ing. Štefan Vilček, DrSc., (*1950) vyštudoval chémiu na ČVUT v Prahe. Na Univerzite veterinárskeho lekárstva a farmácie v Košiciach dlhodobo pracuje v oblasti veterinárnej virológie a molekulovej epizootológie. Vyvinul viaceré PCR testy na diagnostiku infekčných chorôb hospodárskych zvierat, rozvíja molekulovú epizootológiu vírusových nákaz zvierat, analyzuje genómy živočíšnych vírusov. V súčasnosti sa podieľa aj na vývoji PCR testu na detekciu SARS‑CoV‑2 s využitím nových magnetických častíc.
Vilček Štefan

Doporučujeme

Do srdce temnoty

Do srdce temnoty uzamčeno

Ladislav Varadzin, Petr Pokorný  |  2. 12. 2024
Archeologické expedice do severní Afriky tradičně směřovaly k bývalým či stávajícím řekám a jezerům, což téměř dokonale odvádělo pozornost od...
Vzhůru na tropický ostrov

Vzhůru na tropický ostrov

Vojtěch Novotný  |  2. 12. 2024
Výpravy na Novou Guineu mohou mít velmi rozličnou podobu. Někdo zakládá osadu nahých milovníků slunce, jiný slibuje nový ráj na Zemi, objevuje...
Je na obzoru fit pilulka?

Je na obzoru fit pilulka? uzamčeno

Stanislav Rádl  |  2. 12. 2024
U řady onemocnění se nám kromě příslušné medikace od lékaře dostane také doporučení zvýšit svoji fyzickou aktivitu. Lze ji nahradit „zázračnou...