Saskaroties ar ATP trūkumu no mitohondrijiem, šūnas kodols var sākt pats savus mehānismus šo molekulu sintēzei.
Spānijas biologi ir identificējuši galvenās detaļas, kā šis "alternatīvais enerģijas avots" darbojas, un identificējuši tā svarīgākos proteīnus. Tas ir aprakstīts rakstā, kuru publicējis žurnāls Science.
Kopējais DNS garums katrā cilvēka ķermeņa šūnā ir apmēram 2 m, un to nav iespējams ievietot kodolā bez sarežģīta un blīva iesaiņojuma. Tajā pašā laikā daudzos ar DNS saistītos procesos, ieskaitot gēnu aktivitātes replikāciju, labošanu un regulēšanu, ir nepieciešams hromatīna "izsaiņošana" un olbaltumvielu darbība, kas patērē enerģiju ATP molekulu veidā. ATP sintezē mitohondriji (retāk un mazos daudzumos tie veidojas glikolīzes reakciju laikā citoplazmā).
Tomēr, masveidīgi pārveidojot hromatīnu, rodas problēma ar vajadzīgā ATP daudzuma piegādi kodolā. Tāpēc pirms vairāk nekā pusgadsimta tika pieņemts, ka kodolam ir savi ATP molekulu sintēzes mehānismi. To pierāda arī jaunais darbs, kuru Spānijas biologi veica Migela Beato vadībā no Barselonas Zinātnes un tehnoloģijas institūta (BIST).
Autori eksperimentēja ar krūts audzēja šūnu kultūru. Viņi izmērīja ATP un ADP ("lietoto" enerģijas nesēju molekulu) attiecību dažādās šūnas daļās: mitohondrijos, citosolā un kodolā. Bloķējot ATP veidošanos mitohondrijos, zinātnieki ir parādījuši, ka kodols ātri noārda uzkrāto ATP rezerves. Tomēr apstākļos, kad nepieciešama nopietna hromatīna pārstrukturēšana (pievienojot progestīnu, kas stimulē dziļas izmaiņas šūnu metabolismā), ATP saturs kodolā turpināja augt, neskatoties uz to, ka mitohondriji vairs nepapildināja to piegādi.
ATP avots kodolā ir poli- (ADP-riboze) (poli- (ADP-riboze), PAR), kas šeit tiek izmantots, it īpaši, lai regulētu atsevišķu enzīmu aktivitāti. PARG hidrolīzi atsevišķos monomēros veic PARG proteīns. Pirofosfātu klātbūtnē NUDIX5 hidrolāze katalizē to pārvēršanu ATP. Migels Beato un kolēģi parādīja, ka jebkura no šiem proteīniem kavēšana novērš ATP uzkrāšanos šūnu kodolos, pat tos, kas apstrādāti ar progestīnu, un noved pie strauja palēnināšanās procesos, kuriem nepieciešama hromatīna pārkārtošana.
Tajā pašā laikā autori atzīmēja, ka abi fermenti uzrāda paaugstinātu aktivitāti vēža šūnās. Tas liek domāt, ka genoma pārkārtojumiem, kas notiek audzējā, nepieciešama aktīva ATP sintēze šūnu kodolos, un tas padara NUDIX5 par daudzsološu mērķi jaunu pretvēža zāļu radīšanai.
Romāns Zivnieks
Reklāmas video:
