Tlenowy „czujnik” może wyłączyć transkrypcję DNA

Naukowcy z Uniwersytetu Arkansas odkryli, że kluczowy element znaleziony w antycznych beztlenowych mikroorganizmach może służyć jako czujnik do wykrywania potencjalnie zgubnego tlenu. Odkrycie to może pomóc dowiedzieć się więcej na temat funkcji tego składnika, zwanego żelazowo-siarkowym klasterem, który występuje w różnych częściach komórek wszystkich żywych stworzeń. Daniel Lessner, adiunkt nauk biologicznych, zajmuje się badaniem metanogennych, antycznych mikroorganizmów beztlenowych, które żyją w ekstremalnych warunkach, w tym w ludzkich jelitach. Skupił się on na polimerazie RNA – białku, które „czyta” DNA i wytwarza RNA zawierające kody do budowy białek. Proces ten zachodzi w większości obiektów uważanych przez nas za „żywe”.

Tlenowy „czujnik” może wyłączyć transkrypcję DNA

Rys.1 Polimeraza RNA w trakcie procesu elongacji

Zainteresowanie metanogenami (bakterie produkujące metan, metanobakterie) wśród naukowców jest duże, ponieważ potrafią one przetrwać w ekstremalnych warunkach temperaturowych i w trudnym środowisku. Cieszą się także zainteresowaniem ze strony badaczy zdrowia, ponieważ niektóre gatunki występujące w jelitach człowieka mogą wpłynąć na trawienie, a także producentów energii, gdyż są one jedyną formą życia, która produkuje metan.

Z tego powodu ważne jest, aby zrozumieć, jak działają te mikroskopijne istoty. Klastery żelazowo-siarkowe istnieją w większości form życia, w tym u ludzi – właściwie nie można przetrwać bez swoich grup żelazowo-siarkowych. „Jest prawdopodobne, że życie ewoluowało na styku minerałów żelaza i siarki” twierdzi Lessner. W niektórych metanobakteriach i innych organizmach jednokomórkowych, polimeraza RNA zawiera klastery żelazowo-siarkowe, które nie znajdują się zawsze w tym białku. Lepsze zrozumienie ich roli w tym prostym organizmie pomoże naukowcom zrozumieć, a może nawet kontrolować wytwarzanie metanu w tych mikroorganizmach, co za tym idzie wykorzystać je do produkcji tego gazu jako biopaliwa.

Naukowcy postanowili sprawdzić, czy mogą dowiedzieć się, dlaczego organizmy te zawierają żelazo-siarkowe klastery w swojej polimerazie RNA. Odkryli, że bez nich część białka zmienia kształt, co z kolei powoduje zmianę interakcji z innymi częściami białka. Klastery być może służą do regulowania łączenia się części polimerazy RNA w całość. W obecności tlenu służą jako czujniki, które wyłączają proces tworzenia RNA z DNA, ponieważ tlen reaguje z grupami żelazowo-siarkowymi, powodując ich zniszczenie, co z kolei pomaga przetrwać bakteriom metanogennym[1].

Naukowcy mają w planach genetycznie modyfikować białka, aby zmienić liczbę klasterów żelazowo-siarkowych i zobaczyć, co się stanie.

  1. Journal of Biological Chemistry 2012: http://www.jbc.org/content/287/22/18510
  2. http://www.sciencedaily.com/releases/2012/06/120619092935.htm

Opracowała: Agnieszka Krawczyk

Korekta: Łukasz Kurach

Bookmark the permalink.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *


*