العلم > الريبوسوم: مفتاح الحياة على المستوى الذري الجزء الرابع

الريبوسوم: مفتاح الحياة على المستوى الذري الجزء الرابع

استمرار المراجعة الشعبية (الجزء الرابع والأخير) بما في ذلك خلفية قرار لجنة جائزة نوبل في الكيمياء بمنح الجائزة لمكتشفي الريبوسومات ومن بينهم البروفيسور عادا يونات من معهد وايزمان

الريبوسوم كما تراه البروفيسور عادا يونات

الدكتور. موشيه نحماني (الجزء الرابع والأخير – من موقع جائزة نوبل في الكيمياء 2009)

معنى نمط الملايين من النقاط السوداء الكثيفة
في بداية التسعينات، كانت البلورات التي صنعتها عادا يونات ذات جودة كافية. تم تفصيل نمط النقاط السوداء بما يكفي لتحديد الموقع الدقيق للذرات في بلورة الريبوسوم. ومع ذلك، فهي لا تزال معلمة جادة. كانت هذه "مشكلة العرض" في علم البلورات بالأشعة السينية (دخول ويكيبيديا). ومن أجل استنتاج البنية من نمط النقاط السوداء، يحتاج العلماء إلى معرفة "زاوية الطور" لكل نقطة من النقاط. ترتبط هذه المعلومات الرياضية بموقع الذرات في البلورة.

الحيلة التي يستخدمها العلماء غالبًا لتحديد زوايا الإصابة هي غمر البلورة في ذرات ثقيلة، مثل الزئبق. وترتبط الذرات الثقيلة بسطح الريبوسومات البلورية. ومن خلال مقارنة النمط النقطي من البلورات مع الذرات الثقيلة إلى النموذج الأصلي، تمكن العلماء من تحديد زاوية السقوط.

ومع ذلك، نظرًا لأن الريبوسومات كبيرة جدًا، فإن العديد من الذرات الثقيلة مرتبطة بها ومن الصعب تحديد زوايا السقوط على الفور. ولذلك، معلومات إضافية مطلوبة لحل مشكلة المثيل.
وفي النهاية من حل المشكلة هو العالم توماس ستريتز. واستخدم صور الريبوسوم التي حصل عليها باحث آخر (يواكيم فرانك) وهو خبير في المجهر الإلكتروني. وبمساعدة هذه الصور، تمكن الباحث من تحديد كيفية تنظيم الريبوسومات في البلورة، لكن الدقة لم تكن كافية "لرؤية" الذرات الفردية. هذه المعلومات، بالإضافة إلى المعلومات التي تم الحصول عليها من الذرات الثقيلة، أدت في النهاية إلى تحديد زوايا السقوط.

ملخص بعد عشرين عاما من البحث
في عام 1998، نشر توماس ستريتز أول بنية بلورية للوحدة الفرعية الكبيرة للريبوسوم. كانت صورة المبنى تشبه نوعًا من الصورة الخافتة. في هذه الصورة لم يكن من الممكن رؤية الذرات الفردية، ولكن كان من الممكن التمييز بين شظايا الحمض النووي الريبي. طول الريبوسوم . لقد كان اختراقا حاسما.

والآن بعد أن تم حل مشكلة العرض أخيرًا، كل ما تبقى هو تحسين البلورة وتخزين المزيد من المعلومات لتحسين دقة الصورة الناتجة. وصل العروس والعريس الحائزان على جائزة نوبل لهذا العام إلى خط النهاية في وقت واحد تقريبًا. وفي شهري أغسطس وسبتمبر من عام 2000، نشروا الهياكل البلورية التي كانت لها القدرة على فك رموز مواقع الذرات. تمكن توماس ستريتس من الحصول على بنية الوحدة الفرعية الكبيرة من بكتيريا هالواركولا مارسمورتوي. حصلت Ada Yunath Venkataraman Ramakrishnan على بنية الوحدة الفرعية الصغيرة من بكتيريا Thermus thermophilus. بعد ذلك، أصبح من الممكن رسم خريطة لوظيفة الريبوسوم على المستوى الأساسي، المستوى الذري.

هيكل الريبوسوم البكتيري.
شظايا الرنا الريباسي (rRNA) ملونة باللون البرتقالي، وبروتينات الوحدات الفرعية الصغيرة ملونة باللون الأزرق، وبروتينات الوحدات الفرعية الكبيرة ملونة باللون الأخضر. يرتبط المضاد الحيوي (باللون الأحمر) بالوحدة الفرعية الصغيرة. يدرس العلماء هذه الهياكل من أجل تصميم وتطوير عوامل مضادات حيوية جديدة وأكثر فعالية.

للحصول على مصدر المراجعة على موقع جائزة نوبل

إلى الجزء الأول من المراجعة - من داروين إلى واتسون وكريك

إلى الجزء الثاني - ما هو الريبوسوم

للجزء الثالث - عادا يونات - الرائدة المثابرة

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم: