Najmenší živý motor sa hýbe ako hojdačka

|

Najmenší živý motor – bielkovina, ktorá presúva v bunkách náklad a pomáha im pri delení – sa hýbe pomocou striedavého pohojdávania.

Vedci z Lawrence Berkeley National Laboratory v USA vytvorili obrázky bielkovinového motora, kinezínu, s vysokým rozlíšením počas jeho prechodu mikrotubolou, ktorá je súčasťou kostry bunky. Výsledkom je doteraz najpodrobnejší pohľad na štrukturálne zmeny kinezínu pri prenose nákladu v bunke.

„Po prvý raz sme videli, ako umožňujú časti bielkoviny presun v mikrotubule,“ povedal Ken Downing, biofyzik vedúci výskum. „Zistili sme, že existuje bod, v ktorom sa bielkovina pripája k mikrotubule a slúži ako os otáčania, okolo ktorej sa kinezín pohybuje ako hojdačka.“

Prvé údaje o hojdavom pohybe poskytujú pohľad na jeden z fundamentálnych procesov života. Kinezín poháňaný látkou ATP sa pohybuje v mikrotubuliach ako vlak po koľajniciach. Pomáha pri distribúcii látok v bunke a pri bunkovom delení. Mikrotubuly slúžia ako kostra bunky.

Až doteraz vedci presne nevedeli, čo sa stene, keď sa ATP spojí s kinezínom a hlavne ako tento proces spôsobí zmeny štruktúry kinezínu, ktoré ho v mikrotubuliach presunú.

Kryštalografické obrázky kinezínu s veľkým rozlíšením vedcom umožnili získať trojrozmernú štruktúru bielkoviny. Neukázali však, ako to celé funguje.

„Problém je, že k štrukturálnym zmenám príde až vo chvíli, kedy sa bielkovina naviaže na mikrotubulu a to umožní hydrolýzu ATP, proces, ktorý presúva energiu z ATP na kinezín,“ povedal Downing.

Aby sa mu podarilo zachytiť kinezín v kritickom okamihu, použili kryoelektrónovú mikroskopiu, ktorá je typom elektrónovej mikroskopie, pri ktorej sa vzorky študuje pri extrémne nízkej teplote. Technológiu využívajú biológovia na získanie obrazu bielkovín a iných molekúl v skutočných podmienkach, v tomto prípade na sledovanie kinezínu pripojeného k mikrotubule.

Pomocou tejto technológie sa vedcom podarilo získať štyri zábery cyklického pohybu bielkoviny v mikrotubule. Na základe nich vytvorili kryštálografické zábery s ešte väčším rozlíšením. To im umožnilo získať štrukturálne modely kinezínu v akcii.

Výskum kinezínu môže viesť aj k objaveniu nových liekov. Jednou z hlavných úloh bielkoviny je totiž presúvanie chromozómov počas delenia buniek. Ak niečo tento proces zablokuje, bunka zomrie, čo je základ niektorých spôsobov liečby rakoviny.

originál článku