נחשף כיצד “מכונות מולקולאריות” בתוך התאים מתחילות להפעיל את הגנים בשלבי-חיים שונים של התא. תגלית זו פורסמה בחודש נובמבר בכתב-העת המדעי Molecular Cell.
נחשף כיצד “מכונות מולקולאריות” בתוך התאים מתחילות להפעיל את הגנים בשלבי-חיים שונים של התא. תגלית זו פורסמה בחודש נובמבר בכתב-העת המדעי Molecular Cell.
הגנים מורכבים מתרכובות ד.נ.א. דו-סלילי המכילות את המידע המוצפן שתאי האורגניזם צריכים לשם ייצור חלבונים. לשם קבלת נגישות למידע זה יש צורך ל”פרום” את המבנה הדו-סלילי של הד.נ.א. ולפרוס כל אחד מהסלילים בנפרד. מרגע שהמידע הפך נגיש, הצופן הגנטי מומר לתרכובות המכונות ר.נ.א.-שליח (mRNA) ואלו משמשות לייצור החלבונים. התאים צריכים לייצר חלבונים מסוימים בנקודות זמן שונות במהלך חייהם וזאת כדי לסייע להם להסתגל כהלכה במענה לשינויים המתרחשים בסביבתם.
המחקר החדש מתאר במדויק כיצד “מכונה” מולקולארית הקרויה “פולימראז-ר.נ.א.”, הקוראת את הצופן הגנטי ובתגובה מייצרת תרכובות ר.נ.א.-שליחים, מתחילה את פעולתה בכעין “התנעה” באמצעות חלבוני-שפעול המתמחים בתגובה זו ממש. המדענים גילו כי הפולימראז משתמש במערכת חסימה פנימית, מבוקרת באופן הדוק, המונעת שפעול של גנים בזמנים שהם אינם נדרשים לתא.
באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים, שבעזרתו צופים בתוככי הפעילות של תאים חיידקיים, החוקרים גילו כי תהליך פריסת סלילי-הד.נ.א. מתחיל רק כאשר הפולימראז עובר שינוי, שלו אחראי חלבון שפעול, אותו שולח התא לאזור הגן שנדרש לפעול.
חלבון שפעול זה “מתניע” את פעילות הפולימראז באמצעות הסרת ה”פקק” המונע את כניסתו של הד.נ.א. לתוך המכונה. חלבון השפעול גורם גם לתזוזת סלילי הד.נ.א. כך שהם יתיישרו אל מול הכניסה לפולימראז. מרגע ההתרחשות של שתי תנועות אלו והגעתו של הד.נ.א. למיקום המתאים מכונת הפולימראז מתחילה לפעול לשם פרימת הסלילים וקריאת המידע הגנטי כך שיופקו החלבונים המתאימים הדרושים לתא.
Xiaodong Zhang, הכותב הראשי של המאמר ופרופסור מהמחלקה למדעי-החיים באימפריאל קולג' בלונדון, מסביר את חשיבות הממצאים של קבוצתו: “הבנת השפעול של “מכונת” תעתוק הגנים הקרויה פולימראז-ר.נ.א., ו”כיבויה” כאשר היא אינה נדרשת, מספקת לנו תובנה טובה יותר מאשר אי-פעם בנוגע לפעילות הפנימית בתוככי התאים, ולתהליכים המורכבים המתרחשים בהם לשם ייצור החלבונים באופן מבוקר בזהירות.
פרופסור Martin Buck, ראש המחלקה לביולוגיה ואחד מהכותבים השותפים של המאמר, מוסיף כי הבנת התהליך הזה בתאי חיידקים הינה בעלת עניין מיוחד מכיוון שתהליך זה של תעתוק גנים וייצור חלבונים הוא המאפשר לתאי החיידקים להסתגל, להגיב ולשגשג למרות השינויים המתרחשים בסביבתם. “במילים אחרות, זהו התהליך הפנימי המתרחש בחיידקים והופך אותם לכה טובים בהישרדות. חיידקים רבים גורמים לדלקות ומחלות בבני-אדם, וקשה להדבירם. פולימראז-ר.נ.א. של החיידק הינו אתר-מטרה מוכח לחומרי-אנטיביוטיקה כגון rifampicin, אשר הפך עמיד מול סוגי חיידקים רבים. תובנות שיתקבלו מהמחקר שלנו יספקו עתה הזדמנויות ואסטרטגיות לתכנון חומרים אנטיביוטיים חדשים,” הוא מסכם.
הודעת מכון המחקר
4 תגובות
ישעיה, היום ישנם מחשבים שמסוגלים לקבל החלטות, ככה שאין לי ספק שגם ריאקציות כימיות יכולות לגרום "להחלטה". דוגמה: זרע "מחליט" לנבוט במגע עם מים.
אם לדייק ישעיהו הוא עבד אלוהי הפערים.
קל מאוד להשיב שהאל הוא הפיתרון לכל בעיה. בתקופות שלפני המחקר, הפערים היו בשפע והאל שגשג, עם הזמן הוא נחבל ונחלש.
יפה אמרת ישעיה…
הלוואי וירבו כמוך במקום זה.
"חלבון שפעול, אותו שולח התא לאזור הגן שנדרש לפעול". מה שמסקרן אותי הוא איך פועל המנגנון שגורם לתא "להחליט" על שיגור חלבון השפעול. האם אפשר לתאר מנגנון קבלת החלטות המבוסס על ריאקציות כימיות ?