Todas as protea­nas em uma canãlula são montadas por complicadas ma¡quinas moleculares. Os precursores desses ribossomos são produzidos no núcleo da canãlula e, em seguida, entram na canãlula pelos chamados poros nucleares. Pesquisadores da Universidade de Bonn e ETH Zurique agora filmaram este processo fundamental em células vivas pela primeira vez. Seus experimentos melhoram a compreensão de como os ribossomos são criados. O estudo foi publicado na revista Nature Communications .

O núcleo da canãlula éuma espanãcie de aba³bada: estãolocalizado na canãlula e guarda o DNA, que contanãm as instruções de construção de todas as protea­nas da canãlula. Quando a canãlula precisa de uma protea­na para uma tarefa especa­fica , ela ordena uma transcrição do segmento de DNA correspondente no núcleo. Essa ca³pia sai do núcleo e chega aos ribossomos, ma¡quinas moleculares complexas. Em seguida, eles seguem as instruções passo a passo para produzir a protea­na desejada.

Isso significa que a grande maioria das moléculas celulares éproduzida fora do núcleo. No entanto, isso não se aplica aos pra³prios ribossomos: seus numerosos componentes já estãoamplamente montados dentro do núcleo. Isso resulta na formação de dois grandes complexos moleculares, as subunidades pré-60S e pré-40S. Ambos são então passados ​​atravanãs dos poros nucleares para a canãlula, onde são montados em uma etapa final para formar o ribossomo .

A equipe da Universidade de Bonn e da ETH Zurich agora filmou exatamente como ocorre a exportação da subunidade maior pré-60S. "Para fazer isso, nostingimos os poros nucleares com um corante verde e a unidade pré-60S em vermelho,"

explica o Prof. Dr. Ulrich Kubitscheck do Instituto de Quí­mica Fa­sica e Tea³rica da Universidade de Bonn. O registro em si foi feito com o auxa­lio de um microsca³pio especial, que os pesquisadores também modificaram especificamente para esse fim.

"Desta forma, conseguimos pela primeira vez em todo o mundo capturar a passagem de componentes individuais do ribossomo atravanãs de um poro em tempo real", disse o principal autor do estudo, Dr. Jan Ruland, que concluiu seu doutorado no grupo de pesquisa de Kubitscheck. Isso étudo menos trivial: o núcleo das células humanas évirtualmente coberto por vários milhares de poros. Cada um deles tem um dia¢metro de apenas cerca de um danãcimo milanãsimo de um mila­metro. O sucesso ébaseado em avanços na tecnologia de microscopia, mas também em mais de dez anos de trabalhos de pesquisa nos quais os pesquisadores otimizaram continuamente seu manãtodo.

O transporte pelos poros éum processo complexo: eles são selados com um tipo de gel que normalmente impede a passagem de moléculas maiores. As subunidades dos ribossomos são enormes; sem ajudantes, eles não poderiam deixar o núcleo. Portanto, eles se cercam de certas molanãculas, os receptores de exportação. Isso permite que eles "nadem" pelo plug de gel, por assim dizer. "Do lado de fora de cada poro fica uma pina§a de protea­na que puxa a unidade de ribossomo", explica o colega de Kubitscheck, Dr. Jan Peter Siebrasse.

Esta etapa parece ser o "gargalo" do processo de transporte. "Fomos capazes de demonstrar que as unidades pré-60S se acumulam exatamente no ponto em que o captador de protea­na atinge o poro", diz Siebrasse, que, como Kubitscheck, émembro da area de Pesquisa Transdisciplinar "Building Blocks of Matter and Interações fundamentais "(TRA Matter). No entanto, a exportação prossegue com relativa rapidez - os participantes do estudo estimam que 35 a 50 subunidades por segundo podem passar por um aºnico poro.

Mas a avaliação dos filmes também mostra que a exportação nem sempre da¡ certo. Somente em cada terceiro caso em que uma unidade pré-60S entrou em contato com um poro , ela realmente saiu do núcleo. Nos casos restantes, no entanto, o processo foi abortado - possivelmente porque outras moléculas estavam sendo transportadas para fora do núcleo ao mesmo tempo, especula Kubitscheck.

O estudo fornece informações mais detalhadas sobre a formação de ribossomos.

Além disso, o manãtodo também éadequado para investigar outros processos de transporte. “Esgotamos as possibilidades técnicas atuais”, diz Kubitscheck. "Nãoésem razãoque os revisores chamaram nosso estudo de uma referaªncia da qual esperamos que outros grupos possam se beneficiar."