Alimlər parazitlərin yaşaması üçün vacib olan gizli molekulyar mexanizmi aşkar ediblər

Alimlər yuxu xəstəliyi, Çaqas xəstəliyi və leyşmanioz kimi xəstəliklərə səbəb olan parazitlərdə RNT emalının mühüm mərhələsini həyata keçirən molekulyar mexanizmin quruluşunu yüksək dəqiqliklə müəyyənləşdiriblər. Alimlər təxminən 40 ildir ki, tripanosomatid parazitlərin RNT-ni emal etmək üçün qeyri-adi mexanizmdən istifadə etdiyini bilirlər. İndi isə Lyej Universiteti və Rokfeller Universitetinin tədqiqatçıları bu mexanizmi atom səviyyəsinə yaxın dəqiqliklə görüntüləyərək onun necə birləşdiyini və parazitlərin yaşaması üçün vacib olan reaksiyanı necə həyata keçirdiyini müəyyən ediblər. Tədqiqatçılar trans-spliceosom adlanan nəhəng molekulyar kompleksin üçölçülü quruluşunu bərpa ediblər. Bu kompleks tripanosomatid hüceyrələrində genetik məlumatın zülal istehsalında istifadə olunması üçün lazım olan xəbərçi RNT-nin (mRNT) yetişdirilməsində mühüm rol oynayır.  Əldə edilən strukturlar həmçinin bu mexanizmin insan hüceyrələrindəki RNT emalı sistemindən fərqlənən xüsusiyyətlərini ortaya çıxarıb. Bu fərqlər gələcəkdə yalnız parazitlərə təsir göstərə biləcək dərmanların hazırlanması üçün mümkün başlanğıc nöqtəsi yarada bilər.

Tripanosomatidlər sırasına leyşmanioz, yuxu xəstəliyi və Çaqas xəstəliyinə səbəb olan parazitlər daxildir. Bu xəstəliklər dünya üzrə milyonlarla insana təsir edir. Mövcud müalicələrin tətbiqi isə bəzi hallarda toksiklik, tam effektiv olmama və dərmanlara qarşı davamlılığın yaranması ilə məhdudlaşır. Tripanosomatidlərə yaxın bəzi parazitlər heyvanlarda və bitkilərdə də xəstəliklər törədir və bunun nəticəsində kənd təsərrüfatına və iqtisadiyyata zərər dəyir. İnsan hüceyrələrində olduğu kimi, tripanosomatidlərdə də genetik məlumat əvvəlcə DNT-dən RNT-yə köçürülür. Lakin zülalların hazırlanmasından əvvəl yeni yaranmış xəbərçi RNT emal olunmalıdır. Adi RNT splicing prosesində hüceyrə mexanizmi intron adlanan müəyyən hissələri RNT-dən çıxarır, qalan ardıcıllıqları isə birləşdirir. Tripanosomatidlərdə isə bu proses əhəmiyyətli dərəcədə fərqlidir. Lyej Universitetinin RNT-nin Struktur Biologiyası və Biokimyası Laboratoriyasının rəhbəri, bioloq Arno Vanden Bruk izah edir ki, bu orqanizmlər Spliced Leader (SL) RNT trans-splicing adlanan xüsusi mexanizmdən istifadə edirlər. Bu parazitlərdə adi intron splicing prosesi olduqca nadir hallarda baş verir. Bunun əvəzinə onların demək olar ki, bütün xəbərçi RNT molekullarının 5′ ucuna SL RNT adlanan eyni qısa RNT ardıcıllığı əlavə olunur. Bu mərhələ RNT molekullarının yetişməsi və nəticədə parazit hüceyrələrinin normal fəaliyyət göstərməsi üçün vacibdir.

Alimlər trans-spliceosomu “fəaliyyət zamanı” görüntüləyiblər

Bu RNT modifikasiyasını həyata keçirən əsas mexanizm trans-spliceosomdur. Alimlər bu molekulyar mexanizmin mövcudluğunu onilliklər əvvəl müəyyən etsələr də, onun komponentlərinin necə təşkil olunduğu və bir-biri ilə necə əlaqəli şəkildə işlədiyi indiyədək tam aydın deyildi. Tədqiqatçılar bu məqsədlə kriogen elektron mikroskopiyasından (cryo-EM) istifadə ediblər. Bu üsul molekulların çox sürətlə dondurulmasını və daha sonra yüz minlərlə görüntü əsasında onların üçölçülü quruluşunun bərpa edilməsini nəzərdə tutur. Cryo-EM vasitəsilə trans-spliceosomun RNT emalı prosesinin ardıcıl iki mərhələsindəki quruluşu əldə edilib. Birinci struktur SL RNT-nin xəbərçi RNT-yə birləşdirildiyi anı göstərir. İkinci struktur isə bu reaksiyanın tamamlanmasından dərhal sonrakı vəziyyəti əks etdirir.

Tədqiqat nəticəsində RNT molekullarının trans-spliceosomun daxilində necə yerləşdiyi və kompleksin əsas komponentlərinin reaksiya zamanı necə təşkil olunduğu müəyyənləşdirilib.

Alimlər həmçinin tripanosomatidlərdə olan, lakin insanlarda rast gəlinməyən bir sıra zülalların rolunu aydınlaşdırıblar. Vanden Broekun sözlərinə görə, trans-spliceosom insan hüceyrələrindəki splicing mexanizmi ilə müəyyən oxşarlıqlara malik olsa da, çoxsaylı özünəməxsus uyğunlaşmaları ilə fərqlənir.

Bu uyğunlaşmalar qədim RNT emalı mexanizminin tripanosomatidlərdə necə dəyişərək genişmiqyaslı trans-splicing prosesini həyata keçirə biləcək sistemə çevrildiyini göstərir.

Ən mühüm məqam isə odur ki, bu proses parazitlərin həyati fəaliyyəti üçün vacibdir və insan hüceyrələrindəki RNT emalı mexanizmindən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir. Bu səbəbdən parazitlərə xas komponentlər gələcəkdə yeni dərmanların hədəfinə çevrilə bilər. Lakin tədqiqatçılar vurğulayırlar ki, struktur fərqlərinin müəyyən edilməsi hələ konkret molekulların təhlükəsiz və effektiv şəkildə hədəflənə biləcəyini sübut etmir.

Trans-spliceosomun atom səviyyəsinə yaxın dəqiqlikdə əldə edilmiş strukturları alimlərə bu molekulyar mexanizmin necə işlədiyini daha dərindən araşdırmaq üçün ətraflı çərçivə təqdim edir. Bu məlumatlar gələcəkdə parazitə xas zülalların və RNT qarşılıqlı təsirlərinin pozulmasına yönəlmiş dərman maddələri üçün mümkün bağlanma sahələrinin müəyyənləşdirilməsinə və müxtəlif birləşmələrin sınaqdan keçirilməsinə kömək edə bilər.

Arno Vanden Broek bildirib ki, tədqiqat yalnız həyatın təkamülünü və RNT emal mexanizmlərinin inkişafını daha yaxşı anlamağa deyil, həm də insan hüceyrələrinə toxunmadan parazitlərdə bu molekulyar mexanizmi seçici şəkildə pozmağa imkan verə biləcək molekulların hazırlanması üçün konkret elmi baza yaradır. 

Beləliklə, tədqiqatçılar parazitlərin yaşaması üçün vacib olan, lakin insan hüceyrələrində eyni formada mövcud olmayan molekulyar mexanizmin quruluşunu daha aydın şəkildə ortaya qoyublar. Bu nəticələr gələcəkdə leyşmanioz, yuxu xəstəliyi və Çaqas xəstəliyi kimi parazitar xəstəliklərə qarşı yeni müalicə yanaşmalarının araşdırılmasına zəmin yarada bilər.

mənbə: scitechdaily.com