Είδαν πώς γεννιούνται οι πρωτεΐνες. In scientific first, researchers visualize proteins being born

Τη διαδικασία μετατροπής του DNA σε RNA και μετά σε πρωτεΐνη είδαν για πρώτη φορά οι επιστήμονες. For the first time, scientists at Albert Einstein College of Medicine have developed a technology allowing them to "see" single molecules of messenger RNA as they are translated into proteins in living mammalian cells. Initial findings using this technology that may shed light on neurological diseases as well as cancer were published online in Science.

Οι μαθητές μαθαίνουν ότι το κεντρικό δόγμα της μοριακής βιολογίας είναι πως το DNA γίνεται RNA και αυτό με τη σειρά του μετατρέπεται σε πρωτεΐνες. Όμως μέχρι τώρα οι επιστήμονες είχαν δει μόνο το πρώτο στάδιο: την «μεταγραφή» του DNA σε RNA. Τώρα, για πρώτη φορά, είδαν και το δεύτερο στάδιο της ζωτικής διαδικασίας της έκφρασης των γονιδίων: την «μετάφραση» του γενετικού κώδικα του RNA σε πρωτεϊνες, γυρίζοντας και το σχετικό φιλμ σε ζωντανά κύτταρα. Έτσι, οι επιστήμονες, έχοντας δει και το αρχικό στάδιο στη ζωή μιας πρωτεΐνης, δεν θα είναι πια «χαμένοι στην μετάφραση»!

Τι είδαν

A new technology has been developed that allows them to 'see' single molecules of messenger RNA as they are translated into proteins into living cells. The "life cycle" of an mRNA in a eukaryotic cell. RNA is transcribed in the nucleus; processing, it is transported to the cytoplasm and translated by the ribosome. Finally, the mRNA is degraded. Credit: Public Domain

Την έρευνα πραγματοποίησαν ερευνητές του Πολιτειακού Πανεπιστημίου του Κολοράντο, με επικεφαλής τον επίκουρο καθηγητή Τιμ Στάσεβιτς του Τμήματος Βιοχημείας και Μοριακής Βιολογίας και έκαναν τη σχετική δημοσίευση στην επιθεώρηση «Science».

Εξήντα περίπου χρόνια μετά την περιγραφή της διαδικασίας δημιουργίας των πρωτεϊνών από τον βρετανό νομπελίστα βιολόγο Φράνσις Κρικ, οι επιστήμονες κατάφεραν πια να δουν με τα μάτια τους, χάρη σε ένα ειδικό μικροσκόπιο με δύο υπερευαίσθητες κάμερες και με ακρίβεια σε επίπεδο νανοκλίμακας, τη στιγμή που γεννιέται μια πρωτεΐνη στο ριβόσωμα του κυττάρου. Στο ίδιο τεύχος του «Science» μια δεύτερη επιστημονική ομάδα, με επικεφαλής τον Ρόμπερτ Σίνγκερ του Κολλεγίου Ιατρικής Άλμπερτ Αϊνστάιν, παρουσίασε ένα ανάλογο επίτευγμα, αλλά με διαφορετική τεχνική.

«Κανείς έως τώρα δεν είχε μπορέσει να παρατηρήσει τη γέννηση μιας πρωτεΐνης. Πρόκειται για ένα κρίσιμο βήμα στην έκφραση των γονιδίων, που σχετίζεται με πολλές ασθένειες. Επειδή δεν ήμασταν σε θέση να δούμε αυτή τη διαδικασία, δεν μπορούσαμε και να κατανοήσουμε τι πήγαινε στραβά. Στο παρελθόν, οι επιστήμονες είχαν δει τη διαδικασία αυτή in vitro, αλλά όχι σε ζωντανά κύτταρα», δήλωσε ο Στάσεβιτς. Οι πρωτεΐνες -μεγάλα βιομόρια από αμινοξέα- επιτελούν τις περισσότερες κυτταρικές λειτουργίες και είναι ο λόγος που είμαστε ζωντανοί. Μεταξύ άλλων, διαπιστώθηκε ότι η δημιουργία πρωτεϊνών γίνεται με ρυθμό δέκα αμινοξέων ανά δευτερόλεπτο.

Πηγή: B. Wu, C. Eliscovich, Y. J. Yoon, R. H. Singer. Translation dynamics of single mRNAs in live cells and neurons. Science, 2016; DOI:10.1126/science.aaf1084