A fehérjeszintézis fontos lépésére derült fény

Brit kutatóknak sikerült elsőként feltárni a genetikai kód fehérjévé történő átírásának egy fontos lépését segítő enzim szerkezetét. A makromolekula által közvetített folyamat hibái genetikai eredetű betegségek okaként ismertek, így a felfedezés segíthet megérteni ezek megjelenésének hátterét.

A Brandeis Egyetem és az MRC Molekuláris Biológiai Laboratóriumának tudósai bejelentették, hogy sikerült kristályosítaniuk, illetve ennek segítségével leírniuk egy a sejtekben a genetikai információ lefordításában fontos szerepet játszó enzimkomplex (az úgynevezett spliceosoma, ejtsd: szplájszoszóma) egyik összetevőjének háromdimenziós szerkezetét.

A génekben kódolt fehérjék előállításához szükséges információt RNS-molekulák közvetítik (messenger/hírvivő RNS, mRNS). Ezeknek az RNS-eknek azonban a DNS-ről való átíródást követően még meghatározott kémiai módosításokon kell átesniük ahhoz, hogy végleges formájukat elnyervén egy adott fehérje előállításához mintaként szolgálhassanak. A fenti kémiai módosításokat úgynevezett spliceosomák végzik. A spliceosomák speciális RNS-fehérje komplexexből (snRNP-k/kis magi ribonukleoproteinek (U1,U2,U4,U5, U6)) állnak. Működésük során a megfelelő hírvivő RNS-ekből adott szakaszokat kihasítanak (intronok), majd a fehérje felépítéséhez szükséges, azaz a nem kivágódó részeket (exonok) összekapcsolják. A folyamatot splicingnak nevezik. A splicing során a fehérjék későbbi felépítéséhez szükséges RNS-darabok sorrendjének átrendezésével újabb fehérjék, fehérjeváltozatok kialakítása is megtörténhet (alternative splicing).

A splicing így megteremti annak lehetőségét, hogy egyetlen génről többféle fehérjetermék íródjon át; így ha az adott hírvivő RNS hasítása rossz helyen történik, olyan fehérjék keletkezhetnek, amelyek csak kis mértékben vagy egyáltalán nem képesek ellátni feladataikat. Ez betegségek kialakulását eredményezheti. Ugyanakkor a splicing óriási előnyt jelent evolúciós szempontból egy szervezet számára, hiszen nagymértékű változatosságot nyújt fehérjeszinten, amellyel biztosítja a környezethez való alkalmazkodás, így a fennmaradás, a továbbfejlődés lehetőségét.

A splicingnak tehát létfontosságú szerepe van a genetikai információnak a fehérjék nyelvére történő lefordításában. A folyamatnak az embrionális fejlődés során, különösen az idegrendszer elemeinek kialakulásában hatalmas szerep jut, így a humán genetikai, illetve idegrendszeri eredetű rendellenességek (például: izomsorvadás, epilepszia) jelentős hányadának, hozzávetőlegesen 15-20%-ának hátterében a splicing hibái húzódnak meg. A brit kutatók ezen folyamatok okainak megértése felé tettek hatalmas lépést azzal, hogy elsőként sikerült meghatározniuk a splicesoma egyik alkotóelemének (U1) szerkezetét (röntgenkrisztallográfiás analízissel).

A kutatást Pomeranz Krummel vezeti. Kollégáival a jövőben arra próbál rávilágítani, hogy a spliceosomák vajon miként kommunikálnak egyéb, a genetikai információ lefordításának folyamataiban résztvevő makromolekuláris komplexekkel. Mostani eredményeiket Crystal structure of human spliceosomal U1 snRNP at 5.5A° resolution címmel a Nature-ben publikálták.