Οι πρωτεΐνες δονούνται σαν τις χορδές ενός μουσικού οργάνου

0

17/1/2014

Μια νέα απεικονιστική τεχνική που χρησιμοποίησαν ερευνητές τουΠανεπιστημίου του Μπάφαλο και του Ερευνητικού Ιατρικού Ινστιτούτου Χάουπτμαν-Γούντγουορντ, στις ΗΠΑ, απέδειξε ότι, οι πρωτεΐνες του ανθρώπινου οργανισμού δονούνται όπως και οι χορδές ενός μουσικού οργάνου. Η νέα αυτή πληροφορία ανοίγει τον δρόμο για για να μελετηθούν με εντελώς νέο τρόπο οι βασικές κυτταρικές διαδικασίες της ζωής.

Όπως αναφέρεται σε σχετικό άρθρο του επιστημονικού εντύπου Nature Communications,οι επιστήμονες, με επικεφαλής την Δρ Αντρέα Μάρκελτς, υποπτεύονταν ότι συμβαίνει κάτι τέτοιο, αλλά μέχρι σήμερα δεν είχαν καταφέρει να το τεκμηριώσουν. 

Αναπτύσσοντας όμως, ένα προηγμένης τεχνολογίας μικροσκόπιο, κατάφεραν να παρατηρήσουν λεπτομερώς τις δονήσεις της λυσοζύμης, μιας αντιβακτηριακής πρωτεΐνης που υπάρχει στο σώμα πολλών ζώων.

Οι δονήσεις στα πρωτεϊνικά μόρια -που έως τώρα πιστευόταν ότι γρήγορα σταματούν- στην πραγματικότητα διαρκούν «όπως η δόνηση μιας καμπάνας» εξηγούν οι ερευνητές. Οι ανεπαίσθητες, αλλά διαρκείς, αυτές κινήσεις επιτρέπουν στις πρωτεΐνες να αλλάζουν σχήμα γρήγορα, πράγμα που τους διευκολύνει να προσδένονται σε άλλες πρωτεΐνες. Αυτή η διαδικασία είναι αναγκαία στον οργανισμό για να επιτελέσει τις διάφορες ζωτικές βιολογικές λειτουργίες του, όπως την απορρόφηση οξυγόνου, την επιδιόρθωση κυττάρων και την αντικατάσταση του ελαττωματικού DNA.

«Οι επιστήμονες προσπαθούν να καταγράψουν αυτές τις δονήσεις στις πρωτεΐνες εδώ και πάρα πολλά χρόνια, από τη δεκαετία του ’60», εξηγεί η Δρ Μαρκελτς αλλά επιτέλους η «νέα μέθοδος απεικόνισης είναι πιο εύκολη και γρήγορη» από οτιδήποτε σχετικό είχε επιχειρηθεί στο παρελθόν.
Οι πρωτεΐνες δονούνται στην ίδια συχνότητα με το φως που απορροφούν, κάτι ανάλογο με τα ποτήρια που δονούνται -και  καμιά φορά σπάνε- όταν ένας τραγουδιστής στον ίδιο χώρο «πιάνει» ακριβώς την ίδια συχνότητα. Τα ποτήρια του κρασιού δονούνται, επειδή απορροφούν την ενέργεια των ηχητικών κυμάτων και το σχήμα του κάθε ποτηριού καθορίζει ποιούς ακριβώς ήχους μπορεί να απορροφήσει. Κατά παρόμοιο τρόπο, οι πρωτεΐνες, ανάλογα με το σχήμα και τη δομή τους, απορροφούν φως διαφορετικών συχνοτήτων και δονούνται ανάλογα.
Οι επιστήμονες εξέθεσαν δείγματα της πρωτεΐνης λυσοζύμης σε διαφορετικές συχνότητες φωτός και κατάφεραν να παρατηρήσουν τις δονήσεις του μορίου σε βάθος χρόνου. «Αν χτυπήσεις μια καμπάνα, δονείται για κάποια ώρα με ένα ήχο συγκεκριμένο για κάθε καμπάνα. Έτσι ακριβώς συμπεριφέρονται και οι πρωτεϊνες» εξηγεί η Δρ Μάρκελτς. «Πολλοί επιστήμονες πίστευαν έως τώρα ότι η πρωτεϊνη είναι σαν ένα βρεγμένο σφουγγάρι μάλλον παρά σαν μια καμπάνα. Αν χτυπήσεις ένα σφουγγάρι, δεν παίρνεις κανένα διαρκή ήχο» προσθέτει.
«Το κυτταρικό σύστημα είναι απολύτως εκπληκτικό. Σκεφτείτε ένα κύτταρο σαν μια μικρή μηχανή που κάνει πολλά διαφορετικά πράγματα: αισθάνεται, αναπαράγεται, διαβάζει και αντιγράφει το DNA – και προκειμένου να συμβούν όλα αυτά τα πράγματα, οι πρωτεϊνες πρέπει να δονούνται, ώστε να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους» καταλήγει η ερευνήτρια.

Επιμέλεια: Μαίρη Μπιμπ

Πηγή:in.gr