Proteini, te temeljne molekule življenja, ki poganjajo oziroma sodelujejo v praktično slehernem življenjskem procesu, nastajajo v notranjosti celic v procesu, imenovanem translacija. Ključno vlogo pri procesu translacije odigra molekularni kompleks, imenovan ribosom. Ta je sestavljen iz številnih proteinskih molekul ter ribonukleinskih kislin oziroma molekul RNA. Proteini ter molekule RNA zavzamejo edinstveno tridimenzionalno strukturo in se zložijo v funkcionalni ribosom.

Naloga ribosoma je prevajanje genetske informacije, zapisane v obliki molekule mRNA, v obliko nizajočih se aminokislinskih ostankov, ki nato gradijo proteine. Zaradi opisane osrednjosti v živih organizmih je za raziskovalce ribosom zanimiv tudi z evolucijskega gledišča. S primerjavo zgradbe ter strukture ribosomov iz različnih organizmov lahko namreč raziskovalke ter raziskovalci rekonstruirajo evolucijske dogodke, ki so razvejali drevo življenja in poskrbeli za njegovo pestrost.

Takšna molekularna arheologija pa ni zanimiva zgolj iz evolucijskega stališča. Poznavanje razlik v zgradbi, arhitekturi ter predvsem natančni strukturi tako pomembnih molekularnih komponent, kot je ribosom, omogoča načrtovanje zdravilnih učinkovin, ki delujejo specifično zgolj na patogeni organizem. Z vezavo takšne učinkovine na ribosom lahko te onemogočijo sintezo proteinov v patogenu in posledično ta odmre. Vsem dobro poznani primeri takšnih molekul so denimo številni antibiotiki, ki delujejo na ta način.

Raziskovalke ter raziskovalci iz Züricha in Berna so v reviji Science sporočili, da jim je uspelo določiti edinstveno tridimenzionalno strukturo mitohondrijskega ribosoma enoceličnega evkariontskega zajedalca Trypanosoma brucei. Uspeh določitve tako kompleksne strukture, kot je ribosom, je izjemno težavno opravilo. Za uspešno določitev pa so se tokrat poslužili napredne in prodorne strukturnobiološke tehnike krioelektronske mikroskopije.

 

Zgradba mitohondrijskega ribosoma Trypanosoma brucei je nadvse edinstvena, saj je sestavljena iz bistveno večjega deleža proteinov kot pri drugih ribosomih iz evkariontskih organizmov. Natančna atomarna, tridimenzionalna struktura ribosoma je razkrila, da proteini v strukturi prevzamejo obliko, ki nadomesti manko molekul RNA, in tako ohranijo funkcionalnost ribosomskega kompleksa.

V članku so raziskovalke in raziskovalci opisali še številne strukturne posebnosti tega pretežno proteinskega ribosoma iz mitohondrijev Trypanosoma brucei, ki dajejo pomembne evolucijske informacije. Eden izmed takšnih pomembnih podatkov se nanaša na določitev esencialnih strukturnih komponent ribosoma, ki omogočajo njegovo funkcijo. Čeravno se ribosomi med seboj razlikujejo v zgradbi, morajo ti venomer opravljati isto biološko funkcijo, torej prevajanje genetske informacije v jezik aminokislin, ki gradijo proteine. Ključno informacijo za takšne analize predstavlja dobra in natančna strukturna informacija.

 

Takšna strukturna analiza pomembnega biološkega kompleksa predstavlja hkrati tudi temelj za potencialen razvoj učinkovin proti nekaterim boleznim, ki jih povzroča zajedalec Trypanosoma brucei, kot so denimo spalna bolezen, Chagasova bolezen in lišmanioza.

 

Vir: David J. F. Ramrath et. al. Evolutionary shift toward protein-based architecture in trypanosomal mitochondrial ribosomes, Science