خطاهای پروتئینی سپری برای دفاع در ‌برابر ویروس‌ها

سلول ‌ها وقتی با یک ویروس مهاجم یا باکتری مواجه می‌شوند یا در معرض یک ترکیب شیمیایی محرک قرار می‌گیرند با رفتن به دستورالعمل‌ دی‌ان‌ای و وارد کردن یک آمینواسید اشتباه به پروتئین‌های جدید، از خودشان در برابر خطرات احتمالی دفاع می‌کنند.

کد خبر: ۳۰۳۱۰۱

این خطای تنظیم شده، یک مکانیسم غیرژنتیکی جدید را شامل می‌شود که در آن سلول‌ها می‌توانند بسرعت پروتئین‌هایی بسازند تا در برابر حملات مقاومت بیشتری بکنند. تیمی متشکل از 18 دانشمند دانشگاه شیکاگو و موسسه‌ ملی بیماری‌های عفونی و آلرژی روی این طرح کار کرده‌اند.

کدهای ژنتیکی لمس‌ناپذیر هستند، اما این روش غیرژنتیکی توسط سلول‌ها برای ایجاد محافظ پروتئینی استفاده می‌شود. این مکانیسم به هر پروتئینی اجازه دفاع کردن می‌دهد.

پروتئین‌ها طی فرآیندی به نام انتقال به وجود می‌آیند؛ جایی که عناصر سلولی با استفاده از کد ژنتیکی، مونتاژ شدن آمینواسیدها که قطعات سازنده پروتئین هستند را در یک رشته صحیح مدیریت می‌کند. ابتدا یک کپی از دی‌ان‌ای ساخته شده و به ساختار سلولی که ریبوزوم نام دارد، انتقال داده می‌شود.

به ازای هر 20 آمینواسید یک tRNA وجود دارد. tRNA این کپی را خوانده و آمینواسید مناسب را برای ریبوزوم فراهم می‌کند. در اینجا آمینواسیدها به هم پیوسته و پروتئین کامل را می‌سازند. هر tRNA تنها به یکی از 20 آمینواسید می‌تواند ضمیمه شود. این اختصاصی کردن برای جلوگیری از ایجاد خطا در طول ساخت پروتئین است.

در آزمایش‌های زیاد متخصصان مشخص شد از هر 10 هزار آمینواسید تنها یکی به طور اشتباه در پروتئین قرار می‌گیرد. محققان تصمیم گرفتند بفهمند هر چند وقت یکبار خطای tRNA در داخل سلول‌ زنده رخ می‌دهد. با ابداع یک روش جدید برای انداه‌گیری خطا مشاهده کردند میزان بروز خطا در سلول‌هایی که حاوی آمینواسید methionin هستند بسیار بیشتر است و از هر 100 آمینواسید یکی به صورت اشتباه در پروتئین قرار می‌گیرد.

این آمینو اسید حامل اتم‌های سولفور در زنجیره جانبی خودش است که باعث خنثی‌سازی مولکول‌های خطرناک (ROS) که داخل سلول آلوده یا تحت فشار شکل می‌گیرند، می‌شود.

مولکول‌های خطرناک می‌توانند طی فرآیندی به نام اکسیداسیون به پروتئین‌ها آسیب برسانند. نظر دانشمندان این است که methionin می‌تواند از اکسیداسیون پروتئین‌ها که در نهایت منجر به توقف فعالیت پروتئین می‌شود، جلوگیری کند که این مکانیسم بسیار جالبی به نظر می‌رسد. معمولا سلول‌ها این آمینواسید را در نزدیکی قسمت‌های مهم پروتئین قرار می‌دهند تا در برابر مولکول‌های خطرناک از آنها محافظت کند. وقتی سلول تحت فشار قرار می‌گیرد یا تعداد مولکول‌های خطرناک افزایش می‌یابد میزان خطای این آمینواسید 10 برابرشده و به پروتئین‌های جدید اجازه فعالیت و مقاومت بیشتر در برابر حمله را می‌‌دهد.

تنها قسمت حل نشده معما این است که چرا آمینواسید محافظت‌کننده به عنوان بخشی از دی‌ان‌ای همان ابتدا رمزگشایی نمی‌شود.