La estructura crio-EM del ribosoma de Giardia revela un ARNr rico en GC altamente compacto con proteínas r eucarióticas. (A) Estructura del ribosoma de Giardia con todas las proteínas r coloreadas (SSU, tonos de azul y verde; LSU, tonos de rojo y púrpura) y etiquetadas. (B) Cuatro vistas (relacionadas a 90°) de los ribosomas de Giardia (arriba) y Saccharomyces (abajo) que muestran los ES de ARNr (ES para LSU, coloreados en tonos de rojo y púrpura; es para SSU, coloreados en tonos de azul y verde) . Los ES tienen un color similar en ambos ribosomas para comparar el tamaño. (C) Distribución de los nucleótidos A (azul), U (azul oscuro), G (naranja) y C (amarillo) a través del ARNr en los ribosomas de Giardia y Saccharomyces. (D) Porcentaje A, U, G y C en los ribosomas de Giardia y Saccharomyces comparados en un histograma. Crédito: Investigación de ácidos nucleicos (2023). DOI: 10.1093/nar/gkad176
Científicos de la Universidad de Uppsala han utilizado microscopía crioelectrónica para revelar detalles del mecanismo de síntesis de proteínas en el parásito Giardia intestinalis, que causa la enfermedad diarreica. Los nuevos conocimientos podrían ser valiosos para la detección de fármacos específicos contra Giardia y otros parásitos protozoarios.
La microscopía crioelectrónica (cryo-EM) es una herramienta muy poderosa que permite visualizar maquinarias celulares con gran aumento. La configuración criogénica evita el daño y la distorsión de las muestras biológicas y, como resultado, los procesos celulares pueden verse como una serie de instantáneas, pero con detalles moleculares.
En los últimos años, cryo-EM ha sido fundamental para desentrañar los pasos de la síntesis de proteínas en varias especies, desde bacterias hasta humanos. Sin embargo, no se conocía el proceso de síntesis de proteínas en los organismos protozoarios, un grupo de organismos unicelulares que a menudo son parásitos de los humanos y otros mamíferos.
La científica de Uppsala, la profesora Suparna Sanyal y los miembros de su equipo, en particular la Dra. Soneya Majumdar y Ph.D. Andrew Emmerich, asumió el desafiante proyecto de desentrañar los detalles de la síntesis de proteínas de Giardia intestinalis en 2020.
La giardia es un tema de investigación importante, no solo porque causa diarrea desagradable en los mamíferos, sino también porque sirve como sistema modelo para parásitos protozoarios mucho más peligrosos. En colaboración con el profesor experto en Giardia Staffan Svärd de la Universidad de Uppsala, el grupo de investigación cultivó Giardia y ribosomas nativos purificados, que son la fábrica de proteínas de la célula. Instalaron redes crio-EM en las instalaciones de la Universidad de Uppsala y recopilaron datos crio-EM en el nodo Umeå de las instalaciones de SciLifeLab.
Después de dos años de arduo trabajo, pudieron resolver estructuras de alta resolución de seis estados diferentes de elongación de la síntesis de proteínas de Giardia. Estas nuevas estructuras podrían ensamblarse en un video que muestra los cambios secuenciales en la estructura del ribosoma, el movimiento de los ARNt y la unión y liberación del factor de elongación de la traducción eEF2, todos esenciales para la síntesis de proteínas en Giardia y otros protozoos.
Además, Sanyal y sus colegas pudieron descifrar diferencias importantes entre el ribosoma de Giardia y los ribosomas bacterianos y humanos, lo que podría ser valioso para detectar fármacos específicos contra Giardia y otros parásitos protozoarios.
Los hallazgos se publican en la revista Investigación de ácidos nucleicos.
Más información:
Soneya Majumdar et al, Información sobre el mecanismo de translocación y la evolución de los ribosomas a partir de estructuras crio-EM de intermediarios de translocación de Giardia intestinalis, Investigación de ácidos nucleicos (2023). DOI: 10.1093/nar/gkad176
Citación: Los científicos revelan el mecanismo de síntesis de proteínas en Giardia (2023, 17 de marzo) recuperado el 18 de marzo de 2023 de https://phys.org/news/2023-03-scientists-reveal-protein-síntesis-mechanism.html
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