Ribozomlar Çeşitlilik Gösteriyor!

Her hücrede milyonlarca protein fabrikası var. Üstelik hiçbiri aynı değil.

Bildiğiniz gibi ribozomlar, hücrede serbest veya endoplazmik retikuluma bağlı olarak bulunurlar. Hücrenin metabolik faaliyetleri için tRNA'lar ile mRNA'ları okuyarak protein sentezlerler. Standart görüşe göre her bir ribozom, organizmanın bütün proteinlerini sentezleyebilir. Ancak yeni bir çalışma gösteriyor ki, çeşitli proteinler için özelleşmiş ribozomlar bulunmaktadır. Bu aynı zamanda ribozomopatiler gibi çeşitli hastalıkların tanısı için bize yardımcı olabilir.

College Park'daki Maryland Üniversitesi'nden moleküler biyolog Jonathan Dinman, "Bu, moleküler biyolojide merkezi oyuncuyu nasıl düşündüğümüzü yeniden tanımlamak için önemli bir adım" diyor. Bir memeli hücresi, 10 milyona kadar ribozom taşıyabilir. 80 farklı protein türü oluşturmak için enerjisinin %60'ını kullanabilir. Ribozomlar pahalı olmasına rağmen, haberci RNA (mRNA) moleküllerinde taşınan translasyonel genetik kod için çok önemlidir. "Hayat ribozomun çevresinde gelişti," diyor Dinman.

Zaten onlarca yıldır, bazı araştırmacılar özelleşmiş ribozomların ipuçlarını bildirdiler. Örneğin Palo Alto, Kaliforniya'daki Stanford Üniversitesi'nden moleküler ve gelişim biyolojisi uzmanı Maria Barna ve arkadaşları, 2011'de farelerde küçük ribozomal proteinli olanların kuyruklarının çok az geliştiğini ve bunun gibi diğer anatomik defektleri bulunduğunu bildirdi. Bu anomali örnekleri protein yetersizliğinin, embriyonik gelişimin anahtarı olan proteinlerin imalatı için uzmanlaşmış; sakat ribozomlara sahip olduğu için görüldüğünü ileri sürdü. Ne yazık ki kesin kanıya varmak gerçekten güç. Çünkü Berkeley Üniversitesi Kaliforniya Üniversitesi (UC) üyesi Jamie Cate'in de dediği gibi, "ilerleme kaydetmek gerçekten zor bir alan". Çünkü doğal olarak oluşan ribozomlardaki protein konsantrasyonlarının ölçülmesi gerçekten zor.

Barna ve ekibi, geçtiğimiz hafta Molecular Cell'de bir çalışma yayınladılar. Bu çalışmada ağırlıklarına göre molekülleri ayırmak için bir teknik olan kütle spektrometresini kullandılar. Bir de ribozoma bağlanan, ribozomal ilişkili proteinler (RAPs) kullandı. Ardından çeşitli ribozom proteinlerinin konsantrasyonunu belirlediler. Araştırmacılar, fare embriyonik kök hücrelerindeki 15 ribozomal proteini incelediğinde, dokuz proteinin tüm ribozomlarda eşit derecede ortak olduğunu fark ettiler. Bununla birlikte dördü, organellerin %30 ile %40'ında yoktu. Bu da ribozomların ayırt edici olduğunu düşündürüyor. Spektrometrede ölçülen 76 proteinin 7'sinin özelleşmiş olduğu tespit edilerek makalede sunuldu. 

Daha sonra ribozom profillemesi adı verilen bir teknik ile organellerin hangi mRNA'ları okunduğunu tespit etmeye çalıştılar. Özel ribozomlar, belirli görevleri yerine getirmek için birlikte çalışan proteinler üzerinde sıklıkla yoğunlaşır. Gördüler ki bir ribozom türü, örneğin büyümeyi kontrol eden birkaç proteine sahiptir. İkinci tip, kondroitin metabolizma için vazgeçilmez bir molekül olan B12 vitamini proteinlerin içeriğindedir. Bilim insanlarının bazıları bu çalışmayı pek tatmin edici bulmuyor, orası ayrı. Barna, her ribozomun belirli bir işlev için kritik olan proteinlere odaklanmasının sürpriz olduğunu söyledi. Bu aktivitenin kontrolü için yeni bir gen ekspresyonu gerekiyor olmalı. Yakında genetik araştırmalar ile de netleşeceğini düşünüyoruz.