Vědci vytvořili umělé priony  
Oligopeptidový řetězec a aminokyselina glutamin se staly základní stavební jednotky umělého prionu. Umělý prion sestavili na univerzitě v Kalifornii. Vědcům se na kvasinkách podařilo zjistit, jak se priony šíří z mateřské na dceřinné buňky. Umožňují jim to propagony.

Viník, který stojí za nemocí šílených krav, neboli bovinní spongiformní encefalopatií, je neblahá forma proteinu zvaná prion. Priony jsou jinak zformované (zašmodrchané) proteiny, které jsou schopny růstu, replikace (jsou schopny se reprodukovat) a z pohledu, že jsou schopny se šířit z buňky na buňku, lze hovořit i o jejich dědičnosti. Priony se ale nemusí vyskytovat vždy jen jako doprovodná součást chorobných stavů. U některých organismů se priony vyskytují přirozeně. Například u kvasinek hrají priony důležitou roli v řízení metabolismu - růstu a vývoji.
Lev Z. Osherovich se svými spolupracovníky z Kalifornské univerzity zjistil, že za shlukováním prionů stojí aminokyselinové sekvence, a ty jim také dovolují se replikovat a tím přecházet z jedné generace na další generaci buněk. Výzkumníkům se to podařilo zjistit pomocí obarveného uměle připraveného prionu, který se v přírodě nevyskytuje.

Protein, který tvoří prion se v buňkách vyskytuje za normálních okolností zcela přirozeně a neškodí. Občas se ho ale zmocní amok, změní svojí trojrozměrnou strukturu a pak se začnou dít věci. Buňky tloustnou protože změněný prion nedokáží vyloučit a zbavit se jej. Priony se  v buňkách hromadí a hubí je jednu za druhou.
Vědělo se, jak prionové proteiny rostou. Jak se okolo prvotního infekčního jádra shlukují a jak se na sebe nabalují další a další infikované vrstvy. Dosud se ale nevědělo, jak se priony přenáší z mateřské buňky na buňku dceřinnou. Výzkumníci zjistili, že tato rostoucí masa se při dělení buňky dělí. Tohoto dělení prionu se účastní proteiny, které vědci nazvaly „gardedámami„. Za jejich vydatné pomoci vznikají menší  částice  pro něž  vědátoři zvolili termín propagon.  Propagon je tedy menší částice, než je prion a tato částice je předávána během dělení z mateřské na dceřinnou buňku. Tímto mechanismem  se priony dokáží přenášet z jedné generace buněk na další generaci buněk.

Lvu Osherovichovi se podařilo potvrdit to, co ostatní  jen pozorovali - že za shlukování a růst prionů jsou na molekule proteinu odpovědné oblasti bohaté na aminokyseliny glutamin a asparagin. Ty mají funkci jakéhosi zipu, který pospojuje změněné proteiny dohromady. Osherovich zjistil že pro dělení prionů je nezbytný  krátký úsek opakujících se peptidů,  teprve ten je schopen přispět k  rozdělení masy prionů a  následně umožnit předání propagonů během dělení buňky na dceřinné buňky.

Autor předpokládá že opakující se oligopeptidy umožňují vazbu doprovodným proteinům, které jsou nezbytné pro dědičnost (předávání na další generaci buněk) a tím i za infekčnost prionů. To by vysvětlovalo že když existuje mnoho proteinů se sekvencemi umožňující jejich shlukování, jen málo jich ale také obsahuje sekvence, které dovolují jejich přenos na další generace buněk – jejich dědičnost. Osherovich se svými kolegy vytvořil umělý prion tak, že připojil k oligopeptidovému řetězci opakující se  motiv glutaminu.

Zhotovením umělých  hybridních prionů výzkumníci ukázali, že dva individuální elementy (prion formující domény), jsou přenosné a pracují společně bez ohledu na jejich původ.Autoři předpokládají, že další nepřirozené priony mohou být užity jako modelový příklad ke studiu různých typů shlukujících se sekvencí, jako těch, které nacházíme u lidského prionového proteinu, zodpovědného za Creutzfeldt-Jakobovu chorobu a nebo za nepřirozeně formované shluky proteinů provázející Alzheimerovu chorobu.


Mnohé proteiny mohou změnit svůj tvar do podoby beta skládaného listu, samoskládajících se polymerů (amyloidy). Priony jsou mezi těmito shluky výjimečné tím, že jsou infekční. U kvasinek nejsou priony patogenní, ale fungují jako regulátory fyziologických funkcí buňky. Kvasinky jsou vynikajícím modelem pro studování mechanismu množení prionů. 

 

 


Model růstu prionu a jeho dělení, které mu umožňuje jeho infekčnost – předání na dceřinné buňky

A) Růst - během růstu prionu, polymerační jádro nabaluje monomery prostřednictvím vazby mezi  Q/N bohatými agregačními sekvencemi (modré). Proteiny se sekvencemi, které nemají tendenci se shlukovat (červeně) se procesu neúčastní.

B) Fáze dělení prionů – jejich replikace vyžaduje opakující se oligopeptidy (oranžově), které mohou usnadnit  gardedámám  (např. Hsp104p) rozdělení polymeru.


Pramen: Osherovich LZ, Cox BS, Tuite MF, Weissman JS (2004) Dissection and design of yeast prions. PLoS Biol: e86 DOI: 10.1371/journal.pbio.0020086

Datum: 23.03.2004
Tisk článku

Včelí pastva (2. vydání) - Švamberk Václav
 
 
cena původní: 849 Kč
cena: 841 Kč
Včelí pastva (2. vydání)
Švamberk Václav
Související články:

Severoamerická zombie choroba jelenů by se mohla šířit mezi lidi     Autor: Stanislav Mihulka (24.02.2019)
Navádí Parkinsona vagus?     Autor: Josef Pazdera (02.05.2017)
Paměť je vlastně jen šílenost pod kontrolou     Autor: Josef Pazdera (03.07.2015)
Ze zloducha klíčový hráč evoluce     Autor: Josef Pazdera (11.06.2012)
Nová prionová choroba se jmenuje VPSPr     Autor: Josef Pazdera (16.08.2010)



Diskuze:

RNA svět

pavel houser,2004-03-26 10:42:17

něco málo je k tomu zde
http://www.scienceworld.cz/sw.nsf/ID/F97281F91CB703B8C1256D49006065F6

Odpovědět

No, ohledně toho RNA-světa

Pavel Brož,2004-03-25 17:34:57

mě vždycky vrtalo hlavou, proč se jej tedy už někdo nepokusil laboratorně vytvořit. Prostě udělat takovou simulaci nějaké prapolévky, v které se RNA pěkně sama replikuje. Nebo už to někdo udělal? Předpokládám, že to nejspíš nebude tak jednoduché a že takovýto eventuální pokus zůstává zatím jenom teoretickým schématem. Víte někdo něco bližšího? Pane Petr, z té vzpupné odpovědi Josefa Pazdery bych si na Vašem místě nic nedělal, protože on určitě koně vlastnit nebude. Mohl by ale možná vlastnit osla - ale stát v oslím trusu by pro nás sympatizanty tohoto živočišného druhu a tohoto serveru mělo být vyznamenáním, hrdě bychom si stoupli k Vám :-)))

Odpovědět

k prionum

pavel houser,2004-03-25 15:49:39

ono je to slozite, nakolik muzeme priony pokladat za replikatory - ony nejspis nepremeni ostatni bilkoviny na sebe sama v tom smyslu, ze by zmenily jejich aminokysleinove slozeni. To, co je infekcni, je spise prostorova konfigurace. Ja si to laicky predstavuji tak, ze prion je neco jako zly zelezny trojuhelnicek. kdyz nam utece ze sejfu, udela ze vseho kolem sebe trojuhelnicky (ale puvodni material zustane, takze svet se stane smesi drevenych, kamennych a jinych trojuhelniku);
replikace DNA/RNA funguje trochu jinak.
poznamka cislo 2: dalsi replikatory mohly byt jily :-)
poznamka cislo 3: nebo mohou existovat autokatalyticke site, kde se nic nereplikuje samo, ale A katalyzuje syntezu B, B zase C a Z pak nazpet A. kdyz se nad tim zamyslite, ani DNA se ovsem dnes nereplikuje sama, ale v podobne siti. holym replikatorem, nahym genem, _snad_ kdysi v ribosvete byla RNA...

Odpovědět

priony

jarda petr,2004-03-25 10:21:22

Priony jsou zřejmě v přírodě rozšířenější, než jsme si mysleli. Proto také slovo prion získává dva významy. První význam se týká "klasických" prionů, které vyvolávají prionová onemocnění mozku (tzv. přenosné spongiformní encefalopatie) - např. BSE, kuru, Creutzfeldt-Jakobovu chorobu a další. Druhý význam slova prion je obecnější a zahrnuje všechny proteiny, které mění prostorovou konfiguraci a v tomto stavu pak jako matrice navozují stejnou změnu i u ostatních molekul téže bílkoviny. Priony "obecné" se nacházejí např, u kvasinek a jsou zjevně adaptací na nepřízeň osudu. Za zhoršených podmínek začne v buňce vznikat z bílkoviny "obecný" prion a bílkovina tak získá nové vlastnosti, jež umožní buńce přežít. O tom, že "obecné" priony sehrávají významnou roli i v životě mnohobuněčných tvorů a snad i člověka, svědčí práce popisující prionové chování proteinu CPEB při dlouhodobé potenciaci neuronů v mozku - viz článek Pepíka Pazdery na toto téma.
P.S. J.P mi přes Vánoce téma prionových změn proteinu CPEB sprostě vyfoukl, když zbaběle využil mého pobytu mimo civilizaci. Na můj žalostný nářek reagoval vzpupnou větou: Hombre, nemáte právo stát ani v trusu mého koně! Takový on je!

Odpovědět

Priony

Ing. Petr Hasman,2004-03-25 09:12:25

Zde jsem se poprvé dozvěděl, že existuje i jiný bílkovinný systém, který roste, replikuje se a přenáší do dceřinných buněk, než dosud populární DNA/RNA. Vypadá to, že je poněkud primitivnější než mechanismus DNA a tedy zřejmě i náchylnější ke vzniku chyb s replikační schopností. Docela by mě zajímalo, jestli je možné říci, že takových systémů už více není, nebo zda je možné, že ještě nějaké objevíme.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni














Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace