Browsing by Author "Paier, Anton"

Filter results by typing the first few letters
Now showing 1 - 1 of 1
  • Thumbnail Image
    Item
    Ribosome Degradation in Living Bacteria
    (2017-05-09) Paier, Anton; Maiväli, Ülo, juhendaja; Tenson, Tanel, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
    Ribosoomid on makromolekulaarsed kompleksid, mis koosnevad kahest suurest ja ühest väikesest RNAst ja paljudest erinevatest valkudest. Ribosoomides sünteesitakse kõik valgud, mida organismis leida võib, ning aktiivsete ribsoomide konsentratsioon (ja seega sünteesi kiirus) limiteerib rakkude kasvu kiirust. Ehk teisisõnu, mida kiiremini sünteesitakse uusi ribosoome, seda kiiremini kasvab ja jaguneb ka rakk. Kuna ribosomaalse RNA süntees hõlmab ca 80% raku RNA sünteesi aktiivsusest ja ribosoomi valgud moodustavad kuni veerandi raku valgumassist on selge, et mitte ainult ribosoomide funktsioon valgusünteesil vaid ka nende metabolism on rakulises majapidamises määrava tähtsusega. Tõepoolest, juba mõnda aega on teada, et aeglaselt kasvavates bakterirakkudes tegeleb enamus raku RNA lagundamise võimekusest värskelt sünteesitud ribosomaalse RNA lagundamisega. Sellegipoolest on viimase 50 aasta vältel üldiselt usutud, et kord juba valmis tehtud ja kokku pakitud ribosoomid on äärmiselt stabiilsed ning, et neid lagundatakse vaid tugeva stressi tingimustes. Samuti on meie teadmised ribosoomide lagundamise molekulaarsetest mehhanismidest bakteris üsnagi piiratud. Käesoleva doktoritöö eesmärk on kirjeldada ribosoomide lagundamist kasvavates soolekepikese (Escherichia coli) rakkudes ja heita valgust ribsoomide lagundamise mehhanismidele, molekulaarsetele radadele ning ensüümidele, mis selles protsessis osalevad. Me avastasime üllatusega, et kuigi ribosoome tõepoolest lagundatakse kasvavates bakterirakkudes, toimub see protsess vaid rakukultuuri kasvu aeglustumise perioodil, mis eelneb statsionaarse kasvufaasi saabumisele. Meil ei õnnestunud tuvastada küpsete ribosoomide lagundamist ei ühtlase kiirusega kasvavates ega ka null-kiirusega kasvavates rakkudes. Võimalik, et ribosoomide lagundamine aitab rakke neid ette valmistades eluks statsionaarses faasis, mil ei vajata suurt valgusünteesi võimekust, küll aga vabu komponente, millest elutingimuste paranedes kiiresti uusi makromolekule tootma hakata. Lisaks leidsime, et osad (kuid mitte kõik) ribosoomi RNAd inaktiveerivad mutatsioonid viivad samuti ribsoomide lagundamisele, kuid miskipärast lagundatakse siis nii mutantseid ning inaktiivseid kui metsiktüüpi ning aktiivseid ribosoome. Jällegi viitab see, et ribsoomide lagundamise eesmärk võiks olla üldise ribosoomide konsentratsiooni alandamine rakus. Kui me lisasime ribsoomide lagundamise katsesüsteemi valgusünteesi pärssivat antibiootikumi kloramfenikool, päästsime me sellega ribosoomid lagundamisest. Seda tulemust võib tõlgendada viisil, et de novo valgusüntees on vajalik ribosoomide lagundamisprogrammi käivitamiseks rakus. Testides ribosoomide lagundamise võime osas bakteritüvesid, kus puuduvad erinevad RNAd lagundavad ensüümid, leidsime kaks ensüümi, mille puudumise korral ribosoome ei lagundatud. Neist esimene, RNaas R, lõhub RNAsid alates nende tagumisest ehk 3’ otsast ning tunneb erilist lõbu kõrge sekundaarstruktuuriga RNA-de hävitamisest. RNaas R on ka eelnevalt näidatud osalevat ribosoomide lagundamisel. Teine ensüüm on seevastu suhteliselt vähetuntud endoribonukleeas nimega YbeY, mis lõikab RNAd katki keskelt, mitte ei lagunda seda otstest. See huvitav valk on arvatud osalevat ribsoomide kokkupakkimise kvaliteedikontrollil, kus ta on vajalik kõige viimases etapis, mil tuntakse ära valgusünteesil ebaõnnestuvad ribosoomid ja suunatakse need lagundamisse. Meie katsed viitavad, et seesama valk võib valla päästa ka töökorras olevate ribosoomide lagundamise, tehes ribosoomi RNAsse esimese lõike ning tekitades sellega kaitsetu 3’ otsa, mida tunneb ära RNaas R, mis omakorda suudab ribosoomi RNA täielikult lagundada