Em toda a árvore da vida, os ribossomos, as minúsculas fábricas produtoras de proteínas dentro das células, são onipresentes e parecem bastante idênticos. Os ribossomos que mantêm as bactérias funcionando não são, estruturalmente, muito diferentes daqueles que produzem proteínas em nossas próprias células humanas.
Mas mesmo dois organismos com ribossomos semelhantes podem exibir diferenças estruturais significativas no RNA e nos componentes proteicos de seus mitorribossomos. Ribossomos especializados dentro da mitocôndria (as entidades produtoras de energia dentro de nossas células), os mitorribossomos ajudam a mitocôndria a produzir proteínas que fabricam ATP, a moeda de energia da célula.
O ribossomo mitocondrial, ou mitorribossomo, é um complexo proteico que é ativo nas mitocôndrias e funciona como uma riboproteína para traduzir os RNAs mensageiros mitocondriais (mRNAs) codificados no DNA mitocondrial (mtDNA). O mitorribossomo está ligado à membrana mitocondrial interna.
Os cientistas do laboratório de Sebastian Klinge se perguntaram como os mitorribossomos evoluíram, como eles se agrupam dentro da célula e por que suas estruturas são tão menos uniformes entre as espécies. Para responder a essas perguntas, eles usaram microscopia crioeletrônica para gerar instantâneos 3D das pequenas subunidades de levedura e mitorribossomos humanos à medida que estavam sendo montados. Suas descobertas, que serão publicadas hoje (8 de dezembro) na revista Nature, lançam luz sobre os fundamentos da montagem do mitorribossomo e podem ter implicações para doenças raras ligadas ao mau funcionamento dos mitorribossomos.
“Imagens tridimensionais podem nos dizer muito sobre quais etapas são necessárias, quais proteínas estão envolvidas no processo e como você pode regular a montagem dessas máquinas grandes e complexas”, diz Nathan Harper, aluno de pós-graduação em laboratório de Klinge. “Cryo-EM nos permitiu identificar e isolar estágios individuais da via de montagem de uma população heterogênea de complexos purificados, e podemos ver como esses complexos mudam ao longo do tempo durante a montagem”, acrescenta Chloe Burnside, também estudante de pós-graduação em Klinge’s laboratório.
Ao observar esse processo em duas espécies diferentes – leveduras e humanos – a equipe conseguiu observar diretamente muitas semelhanças e diferenças na montagem do mitorribossomo. Uma distinção fundamental: proteínas diferentes frequentemente estavam envolvidas em atos semelhantes de dobramento de RNA. Provavelmente porque “existem obstáculos comuns para esses ribossomos”, explica Harper. “Você pode pensar nisso como fabricar duas bicicletas diferentes – uma bicicleta de estrada e uma mountain bike. Você pode precisar de peças ou ferramentas adicionais para cada um, mas alguns estágios importantes da produção serão semelhantes.”
Os resultados fornecem informações únicas sobre como a complexidade e a diversidade molecular surgem em complexos macromoleculares e como os sistemas de montagem evoluem junto com os próprios complexos. Uma melhor compreensão dos mitorribossomos também pode ter implicações para uma série de doenças graves ligadas à disfunção do mitorribossomo, como a síndrome de Perrault. “Conseguimos mapear várias mutações causadoras de doenças em diferentes estruturas de fatores de montagem, para que pudéssemos ver como essas mutações poderiam afetar o processo de montagem do ribossomo”.
Publicado em 14/12/2022 08h35
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