ويختتم الباحثون ويقولون: "إن الأبحاث المستقبلية باستخدام مجهر القوة الذرية عالي السرعة (HS-AFM) ستوفر معلومات إضافية مهمة لفهم النشاط الديناميكي لآلات الترجمة المعقدة هذه"
[ترجمة د. موشيه نحماني]
تسمح التكنولوجيا المبتكرة للفحص المجهري للقوة الذرية السريعة للغاية برؤية الإجراءات التي تحدث في المصنع الخلوي المسمى الريبوسوم بشكل واضح وبصري
الريبوسومات هي هياكل معقدة من البروتينات والأحماض النووية التي تعمل بمثابة "المصنع" الرئيسي لتخليق البروتين داخل الخلايا. وفي الوقت نفسه، وفي غياب أدلة قاطعة، فإن طريقة نشاط هذه الهياكل لا تزال موضع خلافات علمية. الآن، تمكن باحثون من اليابان من مراقبة الديناميكيات الهيكلية التي تحدث في الريبوسومات أثناء بناء البروتينات بداخلها.
تم اكتشاف الريبوسومات لأول مرة في الخمسينيات من القرن الماضي وتم فهم وظيفتها الشاملة بشكل صحيح لفترة طويلة - فهي "تقرأ" تسلسلات الحمض النووي الريبي المرسال (نوع من الحمض النووي الريبي) وبالتالي تستخدم تسلسلات مرتبة خصيصًا من الأحماض الأمينية لإنتاج بروتينات جديدة. على وجه الخصوص، يلعب البروتين الرئيسي في الريبوسوم دورًا أساسيًا في عملية تخليق البروتين باستخدام عوامل البروتين المسؤولة عن ترجمة وتوسيع تسلسل الأحماض الأمينية. ومع ذلك، حتى الآن كان من الصعب للغاية وصعبًا فك البنية الدقيقة لهذا البروتين الرئيسي نظرًا لتعقيده العالي. عند هذه النقطة، توفر الدقة العالية وتوليد الصور السريع لمجهر القوة الذرية فائق السرعة قيمة كبيرة.
يستخدم مجهر القوة الذرية طرفًا نانومتريًا "لتحسس" العينات التي يتم اختبارها، على غرار إبرة مشغل أسطوانات الفينيل التي تقوم بمسح السجل واستقبال المعلومات الصوتية منه، باستثناء الاختلاف الذي يمكن أن تكشفه التفاصيل التي يكشفها مجهر القوة الذرية. تكون على مستوى الانفصال الذري. إن تعدد استخدامات الطريقة مع ركائز مختلفة قد وفر بالفعل ميزة كبيرة لمجموعة متنوعة من الدراسات في علم الأحياء، ولكن بفضل تحسين سرعة المسح، تمكنت الطريقة من التقاط العمليات الديناميكية، لأول مرة على الإطلاق. وتمكن الباحثون بمساعدة الطريقة المبتكرة من الكشف عن أن البروتين الرئيسي يقفز فعليًا بين تكوينين (conformations) - أحدهما يتوافق مع النماذج الهيكلية السابقة والثاني جديد وغير متوقع تمامًا. أما بالنسبة لكيفية عمل الريبوسوم، فقد تم في الماضي اقتراح آلية من خطوتين لوصف كيفية ترجمة المعلومات الوراثية بواسطة بروتينات تسمى عوامل GTPase الانتقالية.
الخطوة الأولى في الآلية هي توظيف العوامل التي يتم إرسالها إلى موقع ربط معين يقع على البروتين الرئيسي، وبالتالي زيادة تركيز العوامل في ذلك الموقع، في آلية تسمى "تجميع العوامل" (تراكم العديد من العوامل). العوامل عند نقطة واحدة). والخطوة الثانية هي ربط وتثبيت هذه البروتينات الوظيفية (GTPase متعدية) على موقع الربط في الريبوسوم من أجل تسريع عملية التحلل المائي لهذه البروتينات. ومن خلال أبحاثهم المبتكرة، تمكن العلماء من الحصول على دليل مرئي لآلية تجميع البروتين في الريبوسوم.
على الرغم من أن الدراسة لم تكن قادرة على تقديم دليل قاطع على نشاط العوامل بمجرد ارتباطها بالريبوسوم، إلا أن الباحثين لاحظوا أن العوامل ظلت في المنطقة النشطة بعد التحلل المائي، وهي النتيجة التي تشير إلى الدور المحتمل للبروتين الرئيسي في المراحل اللاحقة من تخليق البروتين.
ويختتم الباحثون ويقولون: "إن الأبحاث المستقبلية التي تستخدم مجهر القوة الذرية عالي السرعة (HS-AFM) ستوفر معلومات إضافية مهمة لفهم النشاط الديناميكي لآلات الترجمة المعقدة هذه".
نموذج للريبوسومات المترجمة وعوامل الاستطالة. يساهم التراكم الموضعي لعوامل الترجمة في تخليق البروتين بكفاءة داخل بيئة كثيفة داخل الخلايا.
