| 6η Διάλεξη: Καλησπέρα. Έχοντας μιλήσει στις προηγούμενες διαλέξεις για την έκφραση γενικής πληροφορίας, σήμερα θα μιλήσουμε για το αποτέλεσμα αυτής της έκφρασης, για το πώς γίνεται η σύνθεση των πρωτεϊνών και μετά τη σύνθεσή τους πώς γίνεται η αναδίπλωση τυχών τροποποίησης οι οποίες υφίστανται και τέλος τέλος πώς αυτές οι πρωτεΐνες οι οποίες φτιάχνονται σε ένα κίδερο πώς τα αποκοδομούνται. Επομένως τα κύρια σημεία της διάλεξης ξεκινώντας από την αρχή είναι η αποκοδικοποίηση του MRNA, το εγγελιοφόρο RNA και ο γενετικός κώδικας, είναι τα κωδικώνια, τα αντικωδικώνια και το μεταφορικό RNA το οποίο είναι ενδιάμεσο μόριο για το οποίο θα μιλήσουμε. Θα μιλήσουμε επίσης για το ριβοσομάτιο που είναι ο χώρος της αποκοδικοποίησης του μηνύματος του MRNA, θα μιλήσουμε για τα ριβοσομικά RNA και τη βιοσύνθεση των ριβοσοματίων, θα μιλήσουμε επίσης μετά για ποια είναι η διαδικασία της μετάφρασης και θα δώσουμε και ένα παράδειγμα ρύθμισης της μετάφρασης. Δεν είναι δηλαδή μια διαδικασία η οποία απλά συμβαίνει αλλά μπορεί και αντιθμίζεται, όπως είδαμε αντιθμίζεται και η γοντιακή έκφραση και θα δούμε τι συμβαίνει στις πρωτεΐνες μετά τη μετάφραση και πώς κάποιες άλλες πρωτεΐνες που τις λέμε συνολούς πρωτεΐνες βοηθούν στην ορθή αναδίπλωση των νεοστηθέμενων πρωτεΐνών. Αλλά επίσης πώς βοηθούν και στη διέλευση τους και στη στόχευσή τους σε κάποια άλλα οργανίδια ή σε μεβράνες. Τέλος να μιλήσουμε για μεταμεταφραστικές τροποποίησης των πρωτεΐνών. Οι πρωτεΐνες δεν μένουν μετά τη σύνδεση τους όπως είδαμε αλλά πολλές φορές τροποποιούνται. Θα δώσουμε μερικά παραδείγματα και τέλος θα μιλήσουμε για το πώς γίνεται η αποδόμηση των πρωτεΐνών όταν αυτές δεν είναι ανάγκες, δεν χρειάζονται για το κύταρο και πρέπει να απομακρυθούν. Επομένως ξεκινώντας πάλι με το βασικό δόμα της Μωριακής Βιολογίας σήμερα θα μιλήσουμε για το τελευταίο βήμα δηλαδή για τη μετατροπή του μηνύματος του αγγελιοφόρου RNA σε πρωτεΐνες. Και σε αυτό σημείο πρέπει να γίνει αυτή η αποδικοποίηση η οποία δεν είναι τόσο απλή. Γιατί? Γιατί τόσο στην αντιγραφή όσο και στην μεταγραφή είχαμε ουσιαστικά την αντιγραφή ενός μωρίου DNA είτε σε άλλο ένα συμπληρωματικό μώριο ή μια λυσίδα DNA ή RNA. Στην περίπτωση τώρα της μετάφρασης ένα αγγελιοφόρο RNA ή ένα νουκλινικό οξύ θα πρέπει να διηγήσει στη σύθεση μιας πρωτεΐνης. Η οποία έχει τελείως διαφορετικές δομικές μονάδες έχει τα μηνοξέα και όχι τα νουκλαιοτήδια των νουκλινικών οξέων. Άρα πώς μπορεί να γίνει αυτή η αποδικοποίηση. Λοιπόν πώς είναι δυνατόν μια αλληλουχία τεσσάρων βάσεων που είναι οι βάσεις που υπάρχουν στο γενετικό υλικό αλλά και στο mRNA να οδηγήσει στη σύνδεση των πρωτεΐνών οι οποίες περιέχουν ήχος διαφορετικά μηνοξέα. Άρα για να οδηγήσει αυτή η σύνδεση θα πρέπει να υπάρχει ένας κώδικας. Θα δούμε ποιος είναι αυτός ο κώδικας και κάποια πειράματα με τα οποία έσπασε ο συγκεκριμένος κώδικας τον οποίο το λέμε γενετικό κώδικα. Μας λέει ότι κάθε τριπλέτα από όσο ξέρουμε τώρα νουκλειοτυδίων κωδικοποιεί ένα συγκεκριμένο αμυνοξύ. Για παράδειγμα η τριπλέτα UUD κωδικοποιεί την τριπτοφάνη, το UUU όπως θα δούμε κωδικοποιεί την φενλαγανίνη και το καθεξής. Πώς έσπασε ο γενετικός κώδικας. Στην δεκατία του 60 άρχισαν οι ψήμονες να ψάχνουν τρόπους να σπάσουν αυτό το γενικό κώδικα. Και ο ευκολότερος τρόπος ήταν να χρησιμοποιήσουν συνθετικά ολύγον κλειοτύδια τα οποία περιέχουν μία βάση μόνο και να δουν τι κωδικοποιεί αυτή η βάση. Μόλις ξεκίνησαν στην αρχή με ένα συνθετικό πολυγιού το οποίο αφού κατόπιν το ανέμιξαν με τα ριβοσομάτια το οποία γνώριζαν ότι είναι ο τρόπος στο οποίο γίνεται η σύνθεση των πρωτεϊνών παρατήρησαν εάν μπορεί αυτό το συνθετικό RNA να οδηγήσει στη σύνθεση κάποιων πολυπτυδίων. Και είναι λογικό ότι τα πολυπτύδια αυτά θα αποτελούνται από επαναλήψεις του ιδίου αμυνοξέως. Επομένως αυτό το οποίο έκαναν ήταν 20 παράλληλες αντιδράσεις όπου βάζανε ένα μυνοξύ αντιφορά. Και αυτό το οποίο είδαν ήταν ότι μόνο όταν έβαζαν το αμυνοξύ φιλανίνι άρχισαν να παίρνουν ένα πρωτεϊνικό προϊόν. Άρα αμέσως αμέσως κατάλαβαν ότι η αλληλουχία UUU που είναι το μήνυμ μπορεί να κωδικοποιεί την φιλανίνι. Αμέσως μετά επανέλαβαν αυτό το πείραμα με άλλα συθετικά νουκλιοτήδια. Τα οποία αποτελούνται είτε από το ίδιο ακτιμή διαβάση ΠΟΛΙΣΗ, ΠΟΛΙΓΗ, ΠΟΛΙΑ. Και αφού τα βρήκαν αυτά άρχισαν να χρησιμοποιούν συθετικά νουκλενικά οξέα τα οποία περιείχαν επαναλαμβαρόμενα δύο νουκλιοτήδια. Για παράδειγμα αν πάρουμε την αλληλουχία AGAGAG επαναλήψου του A και του G τότε αυτό εδώ αν το διαβάζουμε σαν τριπλέτες μπορεί να διαβαστεί είτε σαν AGA ή σαν GAG. Άρα λοιπόν βλέπουμε ότι υπάρχουν δύο διαφορετικές τριπλέτες και αυτό το οποίο βρήκαν είναι ότι μπορεί να κωδικοποιήσει το συγκεκριμένο δυ νουκλιοτήδιο με επαναλήψεις του λαμινοξέων αργινίνης και γλουταμινικού. Εάν δε χρησιμοποιήσουν και όταν χρησιμοποίησαν ένα στετικό νουκλιοτήδιο το οποίο είχε αλληλουχία AAGAAG και επαναλήψου αυτού του AAG και το οποίο μπορούσε να διαβαστεί είτε σαν AAG είτε σαν AGA ή σαν GAA τότε είδαν ότι μπορεί αυτό εδώ να αποκωδικοποιηθεί είτε σαν πολυλισίνη. Η οποία κωδικοποιείται από το AAG είτε σαν πολυγλουταμινικό οξύ το οποίο κωδικοποιείται από αλουχία GAA ή σαν μια πολυεργινή που κωδικοποιείται από το AGA. Αυτό το πείραμα μας βάζει επίσης και την βάση και θέτει ένα ερώτημα πως είναι δυνατόν μια γραμμική αλληλουχία να κωδικοποιεί υπό προϋποθέσεις μια πολυλισίνη, μια πολυεργινή ή ένα πολυγλουταμινικό. Και αυτό μας βάζει να σκεφτούμε ότι όταν έχουμε μια γραμμική αλληλουχία ποτέ δεν ξέρουμε αν μπορεί να ερχεί. Ανάλογα επομένως από το ποια βάση επιλέξουμε εμείς για να ξεκινήσουμε ή το ριβόσωμα για να ξεκινήσει η μετάφραση θα βγει ένα διαφορετικό νόημα στη μετάφραση. Αν ξεκινήσει εδώ η μετάφραση παίρνει σε μια τριπλέτα το aag τότε θα έχουμε aag aag aag θα διαβάζει με τον ίδιο τρόπο άρα θα μας δίνει μια πολυλισίνη. Εάν όμως πηδήξει την πρώτη βάση και αρχίζει να διαβάζει το ριβόσωμα aag aag aag τότε πάμε σε ένα άλλο πλαίσιο ανάγνωσης, άλλο νόημα πόλη αργινίνη. Εάν δεν πηδήξει τα πρώτα δύο ξενίσια από το τρίτο νοικλαιοτήδιο έχουμε gaa gaa gaa επομένως πηγαίνουμε αμέσως στο πόλι γλουταμινικό. Αυτό τι μας λέει, λέει ότι όταν γίνεται η μετάφραση για την οποία θα μιλήσουμε είναι εξαιρετικά σημαντικό το ριβόσωμα να ξέρει ποια τριπλέτα είναι η σωστή, γιατί αν δεν ξεκινήσει από τη σωστή τριπλέτα δεν θα διαβάσει το σωστό νόημα, δεν θα φτιάξει τη σωστή πρωτεΐνη. Επομένως στις επόμενες διαφάνειες όταν θα μιλήσουμε για το μηχανισμό της μετάφρασης θα δώσουμε ιδιαίτερη έμφαση στους μηχανισμούς με τους οποίους το ριβόσωμα μπορεί να σκανάρει, αφού σκανάρει μάλλον μπορεί να αποφασίσει ποιο είναι το κωδικώνιο έναρξης. Η τριπλέτα δηλαδή των νυκλοτιδίων που σηματοδοτεί το σημείο έναρξης της μετάφρασης. Αλλά πριν φτάσουμε σε αυτό θα πρέπει να μιλήσουμε για ένα ενδιάμεσο μόριο το οποίο υπάρχει, το οποίο ουσιαστικά δράσαν αντάπτορα, σαν προσαρμιστικό μόριο μεταξύ των νουκλενικών οξέων και των αμυνοξέδων όπως είπαμε είναι οι δομικές μονάδες από τις οποίες αποτελούνται οι πρωτεΐνες. Αυτό το συγκεκριμένο προσαρμοστικό μόριο, το μόριο προσαρμογίας είναι το μεταφορικό RNA ή TRNA. Το TRNA παλιά όταν το σχεδιάζαμε θεωρούσαμε ότι η δομή του μοιάζει σαν ένα τριφυλάκι. Τώρα βέβαια που ξέρουμε τη δομή του, βλέπουμε ότι όταν είναι πλήρως αναντυπλωμένο μοιάζει πιο πολύ σαν ένα Γ όταν είναι διπλωμένο. Όπως και να το δούμε όμως βλέπουμε ότι ενώ το μεταφορικό το TRNA είναι αναντυπλωμένο, έχει κάποιες περιοχές όπου είναι μονόκλωνο. Αυτές οι περιοχές είναι σε τρεις ηλιές που σχηματίζονται αλλά και στο τρία άκρο του. Για λόγους απλότητας θα μείνουμε σε δύο σημεία. Θα δούμε το μονόκλωνο άκρο εδώ στην κάποια θηλιά που είναι η θηλιά του αντικοδικονίου. Αυτή είναι η οποία θα ζευγαρώσει με το mRNA στη συγκεκριμένη τριπλέτα προκειμένου να γίνει η αποκοδικοποίηση. Και βλέπουμε επίσης και το τρία άκρο το οποίο είναι ελεύθερο το οποίο πάντα αποτελείται από την αλληλουχία CCA πάνω στην οποία προσδένεται το αμυνοξύ το οποίο θα έρθει στο ριβόσωμα διαμέσου του το αφαραινέι. Γιατί πρέπει να είναι μονόκλωνο το RNA στην περιοχή του αντικοδικονίου. Γιατί όπως έχουμε ήδη πει εάν δεν ήταν μονόκλωνο οι αστύχες βάση του δεν θα μπορούσαν να σχηματίσουν ιδεσμούς ιδρογόνου με το κωδικώνιο του αγγελιοφόρο RNA και να το αναγνωρίσουν. Επομένως πολύ ωραία έχουμε λοιπόν ένα μεταφορικό μόριο πάνω στο οποίο πρέπει να συνδεθεί ένα μυνοξύ και είπαμε ότι αυτό μυνοξύ συνδέεται στο τρία τόνος άκρο στην αλληλουχία CCA του ταφαραινέι. Πώς γίνεται αυτό όμως, πώς μπορεί να εξυφαλιστεί ότι το σωστό ταφαραινέι θα προσαρμοστεί με το σωστό αμυνοξύ. Το ρόλο αυτό εδώ, το ρόλο των μορίων προσαρμογέων, των μορίων που θα κάνουν αυτή την επιλογή είναι να λαμβάνουν ειδικά ένζυμα τα οποία λέγονται άμυνοάκυλο ταφαραινέι συνθετάσεις. Αυτά τα ένζυμα έχουν δύο επικράτειες, μια η οποία αναγνωρίζει το εξειδικευμένο ταφαραινέι, για παράδειγμα ένα ιστίδυλο ταφαραινέι και μια δεύτερη τσέπη, μια δεύτερη επικράτεια πάνω στην οποία συνδέεται το συγκεκριμένο αμυνοξύ. Αφού αναγνωρίζει αυτά τα δύο υποστρώματα στην πράξη αυτό το ένζυμο, τα ενώνει μεταξύ τους, ενώνει δηλαδή το αμυνοξύ με το ταφαραινέι, με το τρία τόνος άκρο του ταφαραινέι, με ένα δεσμό υψηλής ενέργειας χρησιμοποιώντας υδρόληση ATP, χρησιμοποιώντας ATP σαν δώτη. Επομένως, έτσι δημιουργείται ένα φορτισμένο αμυνοάκυλο ταφαραινέι, το οποίο πλέον είναι έτοιμο να χρησιμοποιηθεί στην πρωτοεινειοσύνθεση, όπου θα ζευγαρώσει, όπως είπαμε, με το κωδικώνιο, το οποίο βρίσκεται πάνω στο αγγελιοφόρο RNA. Όπως εγώ είμαι και προηγουμένως, αυτό το οποίο καθορίζει την ακρίβεια του ζευγαρώματος μεταξύ του ταφαραινέι και του mRNA και του αγγελιοφόρου RNA είναι οι δεσμοί υδρογόνου που σχηματίζονται μεταξύ του αντικωδικωνίου του μεταφορικού RNA, του ταφαραινέι και του κωδικωνίου που βρίσκεται στο αγγελιοφόρο RNA. Απλά θα πρέπει να επαναλάβω για άλλη μια φορά ότι η πρόσδεση του αμυνοξέωστου στο ταφαραινέι είναι εξαιρετικά σημαντική. Και ο ρόλος στο να μην ο άγγελο ταφαραινέι στη θασσόν είναι εξαιρετικά σημαντικός για να γίνει αυτή η ακρίβεια, αλλά εξαιρετικά σημαντικός επίσης είναι ο σχηματισμός ενός δεσμού υψηλής ενέργειας. Αυτό είναι πολύ σημαντικό γιατί όταν θα γίνει η πρωτεραινοσύνθεση, δεσμός υψηλής ενέργειας τι σημαίνει, σημαίνει ένας σχετικά σταθής δεσμός ο οποίος μπορεί να διασπαστεί εύκολα. Άρα θα μπορέσει να προχωρήσει η πρωτεραινοσύνθεση πολύ πιο εύκολα χωρίς να χρειάζεται μεγάλα ποσά Άρα θα μπορέσει να προχωρήσει η πρωτεραινοσύνθεση πολύ πιο εύκολα χωρίς να χρειάζεται μεγάλα ποσά επιπλέον ενέργειας. Και πού κίνεται η πρωτεραινοσύνθεση. Η πρωτεραινοσύνθεση δηλαδή εκεί που θα πάνε τα ταφαρενέοι και τα μρνέοι προκειμένου συντονισμένα να οδηγήσουν στη σύνθεση πρωτεϊνών, αυτός ο τόπος λέγεται ριβοσομάντιο. Και ένα ριβοσομάτιο δεν είναι μία ενιαία ονότητα, αποτελείται από δύο υπομονάδες, μία μικρή και μία μεγάλη. Αυτό βασικά που βλέπουμε είναι ότι τα προκαριοδικά ριβοσώματα είναι πιο μικρά. Δηλαδή οι δύο υπομονάδες του, η μικρή τη λέμε 30΄ με βάση το στελεστικά θύσεις της, τη δε μεγάλη τη λέμε 50΄. Η μικρή υπομονάδα αποτελείται από ένα ριβοσομικό RNA το 16΄ και περίπου 21-22 πρωτεΐνες. Η δε μεγάλη υπομονάδα, η 50΄ αποτελείται από δύο ριβοσομικά RNA το 23΄ και το 5΄ και γύρω στις 34 πρωτεΐνες. Τα προκαριοδικά ριβοσώματα είναι πιο μεγάλα και λίγο πιο πολύβλογα. Η μικρή υπομονάδα, η οποία έχει μέγεθο 40΄, αποτελείται από ένα 18΄ RNA και περίπου 30 πρωτεΐνες. Η δε μεγάλη αποτελείται από τρία ριβοσομικά RNA, όχι δύο προκαριοδικά, το 28΄, το 5.8΄ και το 5΄ και πάνω από 45 πρωτεΐνες. Τι σημαίνει αυτό εδώ. Εάν δούμε τώρα τη δομή του ριβοσοματίου και τη λειτουργικότητά του, έχοντας πλέον χαρτογραφίσει όλο το ριβόσομα, δηλαδή πού βρίσκονται όλα τα ριβοσομικά RNA, οι πρωτεΐνες και σε ποιες θέσεις μπαίνει το αγγελιοφόρο RNA, αρχίζουμε και βλέπουμε με μεγάλη ακρίβεια τις λειτουργικές περιοχές του και ξέρουμε τι γίνεται πού και ίσως και πότε. Αλλά για λόγους απλότητας θα εστιαστούμε σε τρεις κύριες περιοχές τις οποίες λέμε A, P και E. Τι σημαίνει θέση A ή θέση Α. Θέση A, το A αυτό εδώ σημαίνει άμυνοάκυλο. Είναι λοιπόν η θέση στην οποία ένα φορτισμένο μεταφορικό ταφαρενέι, ένα άμυνοάκυλο ταφαρενέι θα εισέλθει στο ριβόσομα και είναι το σημείο εκείνο στο οποίο θα υβριδιστεί το αντικοδικώνιο του με το κοδικώνιο του mRNA. Θέση P. Τι είναι η θέση P. Το P προέρχεται από το πεπτίδιλο. Είναι λοιπόν μια θέση όπου θα υπάρχει ένα πεπτίδιλο ταφαρενέι. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ενός άμυνοάκυλο και ενός πεπτίδιλο ταφαρενέι. Το πεπτίδιλο ταφαρενέι δεν περιέχει μόνο ένα μηνοξυστοτριάγρον του αλλά όλη την αυξανόμενη πολυπολιτιτική αλυσίδα η οποία συνεχώς και μεγαλώνει την εδικασία της μετάφρασης. Τέλος έχουμε τη τρίτη θέση που τη λέμε θέση Λ από το exit έξοδος που είναι η θέση από την οποία θα φύγει το μεταφορικό ταφαρενέι το οποίο ήταν στη θέση P αφού απομακρυνθεί από αυτό η πολυπολιτιτική αλυσίδα και πάει στο επόμενο ταφαρενέι όπως θα δούμε σε λίγο. Όπως κάθε διαδικασία η πρωτοϊνουσύνδεση έχει ορισμένα στάδια. Έχει συγκεκριμένα τρία στάδια. Έχει το στάδιο της έναρξης, το στάδιο της επιμύκησης και το στάδιο του τερματισμού το οποίο θα τα δούμε ένα-ένα με κάποιες λεπτομέρειες. Όπως είδαμε και στις μεταγραφικές μονάδες έτσι και εδώ όταν μιλάμε για έναρξη επιμύκησης και τερματισμού θα πρέπει να μας έρθει στο μυαλό ότι για να συμβεί αυτό πρέπει η έναρξη να ξεκινήσει σε συγκεκριμένο σημείο άρα υπάρχουν συγκεκριμένα σημεία έναρξης μετάφρασης ένα συγκεκριμένο κωδικό όνειο όπου θα ξεκινήσει η μετάφραση όπως επίσης υπάρχουν και συγκεκριμένες θέσεις συγκεκριμένα κωδικό όνειο που θα τερματίσει αυτή η μετάφραση. Ο τρόπος όμως με το οποίο θα ξεκινήσει και θα τερματίσει η μετάφραση είναι διαφορετικός ανάλογα αν μιλάμε για προκαριώτες ή για ευχαριώτες. Για να το καταλάβουμε αυτό ας δούμε λίγο τη δομή ενός προκαριωτικού και ενός ευχαριωτικού mRNA. Για να κοιτάξουμε τα προκαριωτικά mRNA βλέπουμε ότι στο πέντε άγρο τους δεν υπάρχει καμία χημική τροποποίηση δεν υπάρχει καλύτερα όπως είδαμε στα ευχαριωτικά αγγελιοφόρα RNA. Τι άλλο χαρακτηριστικό έχουν τα προκαριωτικά mRNA. Τα προκαριωτικά mRNA μπορεί να είναι πολυκυστρονικά δηλαδή ένα mRNA να περιέχει πληροφορίες για την κωδικοποίηση περισσότερο από μίας πρωτεΐνες. Σε αυτή την περίπτωση που βλέπουμε εδώ κωδικοποιεί τρεις πρωτεΐνες, πρωτεΐνη 1, πρωτεΐνη 2, πρωτεΐνη 3. Ερώτημα, όταν θα γίνει η μετάφραση σε αυτό το πολυκυστρονικό mRNA θα είναι το ίδιο ριβόσωμα το οποίο θα ξεκινήσει, θα μεταφράσει την πρώτη πρωτεΐνη, θα συνεχίσει να μεταφράζει, να φτιάξει την δεύτερη και μετά την τρίτη. Η απάντηση είναι όχι. Η κάθε περιοχή που κωδικοποιεί η πρωτεΐνη θα μεταφραστεί ανεξάρτητα. Το κάθε ριβόσωμα το οποίο θα ξεκινήσει η μετάφραση θα την ξεκινήσει σε μια συγκεκριμένη θέση και στο τέλος της κωδικής περιοχής του mRNA που κωδικοποιεί τη συγκεκριμένη πρωτεΐνη αυτό το ριβόσωμα θα διασπαστεί. Θα γίνει διάσταση στο δύο επομένων του και θα σταματήσει. Αμέσως τι καταλαβαίνουμε ότι για να γίνει αυτό εδώ θα πρέπει μπροστά σε κάθε αλληλουχία που κωδικοποιεί η πρωτεΐνη, δηλαδή μπροστά την αλληλουχία που κωδικοποιεί την πρωτεΐνη 1. Μπροστά από την αλληλουχία που κωδικοποιεί την πρωτεΐνη 2. Και αυτή που κωδικοποιεί την πρωτεΐνη 3 να υπάρχουνε κάποια ειδικά σήματα που να κατευθύνουν τα ριβοσώματα για να τους λένε κοίταξε εδώ είναι ένα σημείο έναξης της μετάφρασης. Εδώ πρέπει να έρθεις και να ξεκινήσεις να μεταφράζεις. Λοιπόν, και φυσικά μιλήσαμε για τα αντίστοιχα σημεία τρεματισμού. Θα δούμε στην επόμενη διαφάνεια πώς γίνεται αυτή η αναγνώριση και ποιες είναι αυτές οι αλληλουχίες τις οποίες τις λέμε αλληλουχίες ΑΝΤΑΛΓΑΡΝΟ ή Ribosome Binding Sites, δηλαδή θέσεις πρόσθεσης του ριβοσωματίου. Αντίθετα, αν δούμε ένα ευχαριωτικό mRNA, βλέπουμε ότι είναι μονοκυστρωνικό. Επίσης, βλέπουμε, όπως ήδη έχουμε πει, ότι στο πέντε άκρο του έχει μία τροποποιημένη ουανοσύνη, μία εφτά μέθυλου ουανοσύνη, την καλύπτρα, και στο τρία άκρο του έχει μία πολυέιουρα. Θα μιλήσουμε αργότερα για το ρόλο της καλύπτρας στη μετάφραση, ο οποίος είναι πολύ σημαντικός. Και επίσης θα μιλήσουμε για το πώς το ριβόσομο μπορεί να καταλάβει σε ποιο σημείο θα πρέπει να ξεκινήσει ορθά την μετάφραση. Λοιπόν, σας υποσχέθηκα, θα σας μιλήσω για το πώς τα ριβοσώματα να γνωρίζουν, το πού να ξεκινήσουν τη μετάφραση στους υποκαριώτες. Η αλληλουχία την οποία αναγνωρίζουν τα ριβοσώματα, και συγκεκριμένα η μικρή υπομονάδα, βρίσκεται γύρω στα οκτώ με εννιά νουκλαιοτίδια πριν από το κωδικό νεοένραξης, το οποίο είναι το AUG. Και αυτή η αλληλουχία ανακαλύφθηκε πρώτα από δύο επιστήμονες, τους Sine και Dalgarno, και από εκεί πήρε το όνομά της. Και είναι μια αλληλουχία AGGAGGUU. Όταν υπάρχει αυτή η αλληλουχία, τότε η μικρή υπομονάδα του ριβοσώματος την αναγνωρίζει και εγκυροβολεί επάνω της και ξέρει ότι το επόμενο AUG είναι το εναρκτήριο κωδικόνια. Πώς εγκυροβολεί όμως επάνω της και πώς την αναγνωρίζει. Λοιπόν, αυτή η αναγνώριση γίνεται μέσω υβριδισμού του 16 ESRNA της μικρής υπομονάδας με την αλληλουχία που βρίσκεται, όπως σας είπα, μπροστά από τα ανακτήρια κωδικόνια των προχαιριωτικών MRNA. Άρα, στην προηγούμενη περίπτωση που είδαμε στο τρίκιστρονικό προχαιριωτικό MRNA, τι περιμένουμε να έχουμε. Περιμένουμε να έχουμε τρεις αλληλουχίες σαν εντερκάρνω, μία για κάθε κωδική περιοχή. Γιατί είπαμε ότι το συγκεκριμένο τρίκιστρονικό MRNA κωδικοποιεί τρεις πρωτεΐνες, άρα τα ριβοσώματα θα πρέπει να εισέρχονται σε τρεις διαφορετικές θέσεις. Επομένως, θα πρέπει να υπάρχουν τρεις αλληλουχίες σαν εντερκάρνω. Το είπαμε για τους προχαιριώτες. Στους ευχαριώτες, πώς γίνεται η αναγνώριση. Υπάρχει και εκεί η αλληλουχία σαν εντερκάρνω. Υπάρχει κάποια αλληλουχία με την οποία ευρυθίζεται το ριβοσωμικό RNA της μικρής υπομονάδας για να γνωρίσει το κωδικό νεοέραξης. Η απάντηση είναι όχι. Η απάντηση είναι ότι σημαντικό ρόλο σε αυτή την περίπτωση, δηλαδή συναγνώρισε ενός MRNA από τη μικρή υπομονάδα ενός ριβοσώματος, παίζει η καλύπτρα της 7-μεθυλουγουανοσύνης. Τουλάχιστον στην μεγάλη πλειονότητα των περιπτώσεων. Υπάρχουν και εξαιρέσεις, τις οποίες όμως δεν σας πω για να μην συμπερδέψω. Τι βλέπουμε από μέλλον? Βλέπουμε ότι με κάποιο τρόπο, τον οποίο θα τον πούμε αργότερα, η μικρή ριβοσωμική υπομονάδα, σε συνεργασία με μια σειρά άλλων βοητικών παραγόντων, αναγνωρίζει και σχηματίζει σύμπλοκο με την καλύπτρα που βρίσκεται στο πέντε άκρο των ευχαριωτικών αγγελιοφόρων RNA. Κατόπιν, σκανάρει το mRNA, το αγγελιοφόρο RNA, και συγκεκριμένα το πέντε του άκρο, μέχρι να βρει το κωδικό νιοέναρξης. Τώρα, αυτή η διαδικασία δεν είναι πάντα πολύ εύκολη, γιατί πολλά αγγελιοφόρο RNA των ευχαριωτών έχουν ένα σχετικά μεγάλο αμετάφραστο πέντε τόνος άκρο. Επομένως, πώς μπορεί μια μικρή υπομονάδα να αποφασίσει ποιο AUG? Μπορεί να υπάρχουν πάρα πολλά. Είναι το ορθό από που να ξεκινήσει τη μετάφραση. Χωρίς να μπω στη λεπτομέρεια, θα σας πω ότι υπάρχουν και άλλες αλληλουχίες γύρω από τον αρκτήριο AUG που βοηθούν το ριβόσομα να πάρει την ορθή απόφαση και πολλή δουλειά για αυτές. Έχει κάνει μια βορειακή βιολόγος στην Αμερική ονομάτι Μέρλιν Κόζακ. Επομένως, τι μας έχει μείνει ότι υπάρχουν και άλλες αλληλουχίες γύρω από τον αρκτήριο AUG, οι οποίες θα καθορίσουν και θα πούν στη μικρή υπομονάδα ότι αυτό το AUG είναι πράγματι το κωδικώνιο έναρξης της μετάφρασης για να ξεκινήσει ορθά. Ας ξεκινήσουμε όμως πρώτα από τα πιο απλά. Ας ξεκινήσουμε. Είπαμε ότι η μετάφραση έχει τρία στάδια. Έχει την έναρξη, την πλημμύκηση και τον τερματισμό. Ξεκινάμε λοιπόν από το πώς ξεκινάει, πώς γίνεται η έναρξη της μετάφρασης στα βακτήρια. Λοιπόν, είπαμε ότι για να γίνει μετάφραση θα πρέπει να έχουμε ένα γελιοφόρο αρενέι. Το πρώτο πράγμα που πρέπει να θυμόμαστε είναι ότι στην έναρξη της μετάφρασης δεν συμμετέχει όλο το ριβόσομα. Ξεκινάει λοιπόν η μετάφραση με μια μικρή υπομονάδα πάνω στην οποία συνδέονται κάποιες εξειδικευμένες πρωτεΐνες που τις λέμε παράγοντες έναρξης της μετάφρασης και οι οποίοι σχηματίζουν σύμπλοκο με το εναρκτήριο ταφαρενέι το οποίο περιέχει ένα ανικοδικώνιο το οποίο είναι συμπληρωματικό με το AUG αλλά δικά στα βακτήρια το εναρκτήριο αμυνοξύ είναι μια τροποποιημένη μορφή του αμυνοξέως μεθιονίνη. Είναι μια φορμιλιωμένη μεθιονίνη. Επόμενος έχουμε ένα συμπλοκο μιας μικρής υπομονάδας με τους παράγοντες έναρξης και το εναρκτήριο ταφαρενέι Αυτή λοιπόν η μικρή υπομονάδα, η φορτισμένη, όπως είπαμε θα υβρισθεί σε πρώτη φάση θα αναγνωρίσει την αλληλουχία Shindelgano που βρίσκεται μπροστά από ένα εναρκτήριο AUG και κατόπιν θα μετακινηθεί λίγο έτσι ώστε να βρει αυτό το εναρκτήριο AUG Σε αυτό ακριβώς το σημείο θα έρθει και θα πρόσθεθει η μεγάλη υπομονάδα η οποία θα κομπλάρει πάνω στο MRNA και τώρα σε αυτό το σημείο η μετάφραση θα μπορέσει να ξεκινήσει Ένα από τα σημεία τα οποία θα πρέπει να έχουμε στο μυαλό μας είναι ότι όταν σχηματίζεται αυτό το σύμπλοκο, είτε προκαρυωτικό είναι είτε ευχαριωτικό όπως θα δούμε στην επόμενη διαφάνεια το εναρκτήριο ταφαρενέι βρίσκεται στη θέση P, στη θέση πεπτίδυλο του ριβοσώματος Για να σας θυμίσω είχαμε πει ότι ένα ριβοσώμα περιέχει τρεις θέσεις την A, την αμίνωάκυλο, την P, πεπτίδυλο και την ε, τη θέση εξόδου Αυτό τι σημαίνει ότι έχοντας τον αυθύριο ταφαρενέι στην πεπτίδυλο θέση κάπου εδώ βρίσκεται διαθέσιμη για το επόμενο στάδιο για την επιμήκυση η θέση α, η θέση αμίνωάκυλο Θα πάμε εκεί σε λίγο αφού όμως μιλήσουμε για την έναρξη της μετάφρασης στους ευχαριώτες Λοιπόν η έναρξη της μετάφρασης στους ευχαριώτες λίγο πολύ ακολουθεί την ίδια στρατηγική Ποια είναι αυτή λοιπόν πάλι η μικρή υπομονάδα θα σχηματίζει σύμπλογα με παράγοντες έναρξης και θα ενσωματώσει σε αυτό το σύμπλοκο και τον αυθύριο ταφαρενέι το οποίο φέρει το αμίνωξι με θιονίνι Κατόπιν αυτό το σύμπλοκο της μικρής υπομονάδας θα αναγνωρίσει ένα σύμπλοκο πρωτεϊνών το οποίο έχει ήδη σχηματιστεί πάνω στο πέντε τόνος άγρο του αγγελιοφόρο αρενέι και συγκεκριμένα πάνω στην καλύθρα του Αφού η μικρή υπομονάδα αναγνωρίσει ότι ένα αρενέι είναι πράγματι αγγελιοφόρο αρενέι όπως σας είπα θα αρχίσει να σκανάρει να γλιστράει πάνω στο mRNA μέχρι να βρει το ενακτήριο AUG και τις αλουχίες COSAK που είπαμε που είναι γύρω από αυτό και σε αυτή τη φάση όταν το βρει τότε και μόνο τότε θα έρθει η μεγάλη υπομονάδα η 60S θα σχηματιστεί το πλήρες ριβόσομα και θα πάμε στο επόμενο στάδιο για το οποίο θα μιλήσουμε το οποίο είναι η επιμήκυνση της μετάφρασης βασικά αυτό που βλέπουμε για τη διαδικασία της επιμήκυσης είναι ότι όπως είπαμε ξεκινάμε από ένα ριβόσομα το οποίο περιέχει το εναρκτήριο ταφαρενέι στη θέση π είναι εξαιρετικά σημαντικό η θέση A είναι διαθέσιμη και σε αυτή τη θέση A θα έρθει το επόμενο ταφαρενέι το οποίο επόμενο τι σημαίνει είναι το ταφαρενέι το μεταφορικό RNA του οποίου το αντικοδικώνιο είναι συμπληρωματικό με το κωδικώνιο με τριπλέτα του mRNA που βρίσκεται στη θέση α αυτό το ταφαρενέι λοιπόν θα έρθει και θα εισέλθει στη θέση α με τη βοήθεια κάποιων εξειδικευμένων πρωτεϊνών όχι μόνο του και αυτές οι πρωτεΐνες λέγονται παράγοντες επιμήκυσης λοιπόν αφού εισέλθη λοιπόν το δεύτερο άμυνο άκυλο ταφαρενέι έχουμε την δράση της πέπτη δηλοτρασφαιράσης του ρυβοσώματος η οποία τι κάνει ουσιαστικά είναι μια εζημική διότι του ρυβοσώματος η οποία μεταφέρει το αμυνοξύ που ήταν στον αρκείριο ταφαρενέι το πρώτο αμυνοξύ πάνω στο δεύτερο ταφαρενέι επομένως τι προκύπτει προκύπτει ένα ταφαρενέι το οποίο τώρα περιέχει δύο αμυνοξέα επάνω του και το πρώτο αμυνοξύ το οποίο είχε χάσει το ανακτήριο ταφαρενέι το οποίο έχει πλέον χάσει το αμυνοξύ του είναι άδειο θα πάει στους εξόδους και θα φύγει το τεπτίδιλο ταφαρενέι θα μετακινηθεί κατά ένα κλικ και θα εισέλθει στην θέση π του ρυβοσώματος μετά από ένα τέτοιο κύλλο τι έχουμε καταλήξει που έχουμε καταλήξει έχουμε φτάσει να έχουμε πάλι ένα ταφαρενέι στην θέση π αλλά σε αντίθεση με το ανακτήριο ταφαρενέι με το οποίο ξεκινήσαμε αυτό το πεκτίδιλο ταφαρενέι περιέχει την μεθιονίνη αλλά και το δεύτερο αμυνοξύ μεθιονίνη είναι το αμυνοξύ με το οποίο πάντα ξεκινάει η πρωτεοϊνοσύνδεση όπως έχουμε πει στο τέλος του κάθε κύκλου αυτό που βλέπουμε είναι ότι το πεκτίδιλο ταφαρενέι βρίσκεται στη θέση π ενώ η θέση α είναι άδεια και διαθέσιμη για να ξαναξεκινήσει ο κύκλος δηλαδή να έρθει το επόμενο ταφαρενέι το οποίο θα ζευγαρώσει στο επόμενο κωδικώνιο και να φέρει το επόμενο αμυνοξύ και να επαναληφθεί πάλι η αντίδραση της πεπτήλωτρασφεράσης της μετακίνησης και της εξόδου του ταφαρενέι του άδειου πλέον από τη θέση ε και τώρα αφού τελειώσει γίνει η ρημήγηση της πρωτεΐνης φτάνουμε στο τέλος της μετάφρασης το οποίο πώς προκύπτει όταν στη θέση α έρθει μια τριπλέτα στην οποία δεν αντιστοιχεί κανένα αντικοδικώνιο κανένας από ταφαρενέι τότε έχουμε ένα πρόβλημα υπάρχουν λοιπόν τρία κωδικώνια τα UAA, UAG και το UGA για τα οποία δεν υπάρχει κανένα ταφαρενέι το οποίο να περιέχει τέτοιο αντικοδικώνιο επομένως η θέση α παραμένει κενή για ένα σχετικά μεγάλο χρονικό διάστημα και αυτό το οποίο συμβαίνει είναι ότι μια εξειδικεμμένη πρωτεΐνη που την λέμε παράγοντα απελευθέρωσης εισέρχεται στη θέση α και πυροδοτεί την αποκοπή της πρωτεΐνικής αλυσίδας που μόλις έχει συνδεθεί αλλά και την διάσταση των υπομονάδων του ριβοσώματος Τώρα οι δύο αυτές οι υπομονάδες που έχουν διασταθεί μπορούν να ξανεργοποιηθούν όπως είπαμε με την βοήθεια των πρωτεΐνών που είναι παράγοντες ένταξης και να εμπλακούν στη σύνθεση μιας άλλης πρωτεΐνης από κάποιο άλλο mRNA Ένα σημείο το οποίο θα πρέπει να προσέξουμε πάντα είναι ότι η πρώτη υνοσύνθεση είναι μια διαδικασία η οποία μπορεί να γίνει ταυτόχρονα από πολλά ριβοσώματα στο ίδιο mRNA Δηλαδή από τη στιγμή που ένα ριβόσωμα ξεκινήσει τη μετάφραση ενός mRNA εάν δημιουργήσει ένα ελεύθερο χώρο μπορεί ένα επόμενο ριβόσωμα ξεκινώντας όπως είπαμε πάντα με τη μικρή υπομονάδα να έρθει να γνωρίσει το AUG να ξεκινήσει και αυτό τη μετάφραση Επομένως έχουμε μια γραμμή που είναι το mRNA και πάνω σε αυτό έχουμε πολλά ριβοσώματα που το μεταφράζουν ταυτόχρονα. Εάν δούμε την εικόνα μοιάζει λίγο σαν μια κάμπια όπου έχουμε πολλά ριβοσώματα τα οποία μεταφράζουν ταυτόχρονα το ίδιο mRNA όσο προχωράει βέβαια το ριβόσωμα στο mRNA προς το τρία τόνος άγρον του προς το τέλος κοδικής περιοχής αυτό που βλέπουμε είναι ότι όλο και μεγαλώνει το μέγεθος της πρωτεΐνης που έχει συνθεθεί μέχρι φυσικά να φτάσει στην ολοκλήρωση της μετάφρασης τώρα η μετάφραση δεν είναι μια βαρετή διαδικασία είπαμε πολλά πράγματα για τη ρύθμιση της μεταγραφής μπορεί να ρυθμιστεί η μετάφραση η αλήθεια είναι ότι ρυθμίζεται σε πολλά επίπεδα σήμερα θα δώσουμε μόνο ένα παράδειγμα και θα δώσουμε το παράδειγμα μιας μεταβραστικής ρύθμισης που λαμβάνει η χώρα στη μετάφραση του mRNA της Φεριτίνης η Φεριτίνη είναι μια πρωτεΐνη η οποία δασμεύει σιδηρό και ουσιαστικά μεταφέρει σιδηρό στα θηλαστικά αφού είναι πρωτεΐνη και αυτή κωδικοποιείται από κάποιο γονίδιο και το αγγελιοφόρο RNA της βλέπουμε ότι έχει μερικά πολύ ενδιαφέροντα χαρακτηριστικά τα οποία του επιτρέπουν άλλοτε να μεταφραστεί και άλλοτε να μην μεταφραστεί πότε δεν χρειαζόμαστε Φεριτίνη όταν δεν υπάρχει σίδηρος αν δεν υπάρχει σίδηρος δεν χρειαζόμαστε να υπάρχει μεταφορική πρωτεΐνη αυτό που βλέπουμε επομένως είναι ότι στο πέντε τόνος αμετάφραστο άχρο αυτού αγγελιοφόρου RNA το οποίο το λέμε IRE Iron Response Element λοιπόν όταν δεν υπάρχει σίδηρος υπάρχουν εξειδικευμένες πρωτεΐνες οι οποίες συνδεόμενες πάνω σε αυτό το άγρο παρεμποδίζουν τη μικρή υπομονάδα που όπως είπαμε έρχεται με παράγοντες έννοια στο ρεακτήριο ταφαρενέη την παρεμποδίζουν τη μικρή υπομονάδα σου να εισέλθει και να μεταφράσει αυτό το mRNA όταν υπάρχουν επαρκής ποσότης σιδείρου τότε αυτή η πρωτεΐνη η IRE δεν μπορεί να συνδεθεί πλέον στο IRE το Iron Response Element άρα μια πλειάδα εξειδικευμένων πρωτεΐνών ευκαιριωτικοί παράγοντες έννοισης συνδέονται πρώτα στην καλύπτρα του mRNA και αυτοί με τη σειρά τους προσελικίουν την ενεργοποιημένη μικρή υπομονάδα του υποσώματος η οποία έχει άλλους παράγοντες έννοισης και το ρεακτήριο ταφαρενέη για το οποίο μιλήσαμε επομένως έχοντας μιλήσει και η αντιρρύπνηση μεταφράσης να πάμε στο επόμενο ερώτημα έτσι ότι μεταφράζεται ένα mRNA και συνδέεται μια απολυπτητική αλυσίδα μπορεί αυτή εδώ να αναδιπλωθεί σωστά από μόνη της ή αφού συνδεθεί μια απολυπτητική αλυσίδα κάποιοι άλλοι παράγοντες μες στο κύταρο θα καθορίζουν το πως θα αναδιπλωθεί άρα και τι λειτουργικότητα θα αποκτήσει αυτό έχουμε πει ότι δεν συμβαίνει έχουμε ήδη μιλήσει για το πείραμα του Άμφισεν ο οποίος χρησιμοποιώντας τη λιβονουκλέα C1 έδειξε πειράματα με τουσίωσης και επαναδίπλωσης της πρωτεΐνης απ' ουσία άλλων πρωτεΐνών ότι η ίδια η πρωτεΐνη στην πρωταγή της δομή δηλαδή στην αλληλουχία των αμυνοξέων της περιέχει όλες τις λυροφορίες που είναι αναγκές προκειμένου να αναδιπλωθεί σωστά και να έχει μια συγκεκριμένη λειτουργικότητα αυτό τι σημαίνει, αυτό σημαίνει όμως ότι δεν εμπλέκονται άλλες πρωτεΐνες στην πρωτεΐνική αναδίπλωση των νεοσυντηθέμενων πρωτεΐνών, όχι στην πράξη εάν δούμε την πρωτεΐνη σύνδεση βλέπουμε ότι οι πολυπητηνικές αλυσίδες οι φρεσκοσυντεθεμένες όταν φτιάχνονται πάντα συνδέονται με κάποιες πρωτεΐνες οι οποίες είναι εξειδικευμένες και τις οποίες λέμε πρωτεΐνες συνοδούς οι οποίες προφανώς έχουν κάποιο ρόλο στο να υποβοηθήσουν την αναδίπλωση αυτών των καινούργιων πρωτεΐνών, ποιες είναι αυτές οι πρωτεΐνες και γιατί χρειάζονται Αυτό το οποίο παραδείτε πριν από αρκετά χρόνια ήταν ότι αυτές οι συνοδοί πρωτεΐνες είναι οι ίδιες με αυτές που είχαν παρατηρηθεί παλιά να αυξάνουν κάποιες πρωτεΐνες τα οποία αυξαν όταν τα κύτταρα βρίσκονταν σε θερμικό στρες Επομένως τι σχέση έχει μια καινούργια πρωτεΐνη με το θερμικό σοκ και γιατί να χρειάζονται δυο παράγοντες Για να το καταλάβουμε αυτό πρέπει να δούμε τι κάνουν αυτές οι συνοδοί πρωτεΐνες που είναι ίδιες με τις πρωτεΐνες θερμικού σοκ Βλέπουμε λοιπόν ότι αυτές οι συνοδοί πρωτεΐνες αυτό που προσπαθούν να βοηθήσουν είναι προσπαθούν να βοηθήσουν την ανδίπλωση της νεοστηθέμενης πρωτεΐνης έτσι ώστε να αλλοκληρωθεί αυτή η ανδίπλωση και να γίνει πλήρης και με ακρίβεια Αυτή η ανδίπλωση δεν είναι από το μηδέν στο τέλειο έχει πάρα πάρα πολλά ενδιάμεσα βήματα τα οποία υποβοηθούνται από τις συνοδοί πρωτεΐνες και κάποιες ενδιάμες διαμορφώσεις όπως έχουμε ήδη πει Μέσα σε αυτό το μονοπάτι γίνονται κάποια λάθη τα οποία πρέπει να διορθωθούν Όταν δεν διορθώνονται οι συνοδοί πρωτεΐνες έχουν τρόπους να στείλουν αυτές τις λάθος ανδιπλωμένες πρωτεΐνες προς αποδόμηση αλλιώς βοηθούν να διπλωθούν σωστά Άρα πως συγκίνεται αυτή η υποβοήθηση σαν ανδίπλωσης Για να το καταλάβουμε αυτό πρέπει να καταλάβουμε το περιβάλλον μες στο οποίο φτιάχνει μια πρωτεΐνη Το περιβάλλον του κυταροπλάσματος Μέσα στο κυταρόπλασμα η συγκέντρωση των πρωτεΐνικών μωρίων είναι εξαιρετικά μεγάλη γύρω στα 300 μικρόγραμμάρια ένα ml είναι τεράστια Εάν δεν υπήρχε υποβοήθηση υπήρχε μεγάλη πιθανότητα τα υδρόχοβαθματα των νέων πρωτεΐνών να λειπιδράσουν με άλλες υδρόχοβες επιφάνειες πρωτεΐνες αλλά όχι μόνο και να σχηματίσουν συσοματόματα Οι συνοδοί πρωτεΐνες το εμποδίζουν αυτό να συμβεί Άρα εμποδίζουν την εμπλοκή των νεοσυντεθένανων πρωτεΐνών σε μη παραγωγικές αλληλεπιδράσεις αλλά ταυτόχρονα ενεργητικά βοηθούν στη σωστή αναδύπλωση γιατί είναι πρωτεΐνικές μηχανές οι οποίες συνδέονται και αποσυνδέονται βοηθώντας στην πρωτεΐνική αναδύπλωση χρησιμοποιώντας ενέργεια την οποία λαμβάνουν από σύνδεση υδρόληση και απελευθέρωση του ATP Οι ίδιες πρωτεΐνες συνοδοί όπως σας είπα και προηγουμένως τα επίπεδά τους επάγονται όταν τα κύταρα εκτίθεται σε υψηλές θερμοκρασίες και σας έκανα την ερώτηση και πριν τι είναι αυτό το οποίο είναι κοινό για να το καταλάβουμε αυτό πρέπει να δούμε τι συμβαίνει στα κύταρα όταν οι θερμοκρασίες αυξάνουν Αυτό το οποίο συμβαίνει είναι ότι κάποιες πρωτεΐνες αρχίζουν να χάνουν τη δομή τους και κάποια υδρόφατμματα απελευθερώνονται άρα χρειάζονται προστασία γιατί εάν δεν συμβεί προστασία τότε αυτές οι πρωτεΐνες θα συσσωματωθούν και το κύταρα θα καταρρεύσει Επομένως, η αποφυγή μιας τέτοιας κατάρευσης γίνεται με τις πρωτεΐνες του θερμικού σοκ, της συνοδούς τους πρωτεΐνες που σε κύταρα τα οποία εκτίθεται σε λίγο αυξημένες θερμοκρασίες μπορεί να φτάσουν πολύ σημαντικό ποσοστό, να είναι πολύ σημαντικό ποσοστό της συνολικής πρωτεΐνης ακόμα και γύρω στο 10% και αυτές οι πρωτεΐνες στις πιο πολλές οργανισμούς ανήκουν σε δύο κυρίες κατηγορίες, λέμε HSP 70 και HSP 60 HSP από το Heat Shock Protein, δηλαδή πρωτεΐνες θερμικού σοκ Το 70 και το 60 αντιπροσωπεύουν τα μεγέθη αυτών των πρωτεΐνών σε κιλοντάλτων Αυτό το οποίο γνωρίζουμε τώρα κυρίως από πειράματα που γίναν στο Κολοβακτηρίδιο, στην Σερισιακόλη είναι ότι οι συνολικοί πρωτεΐνες δρούν διατοχικά δηλαδή όταν ένα πολυπετήδιο βγαίνει από το ορειβόσωμα η πρωτεΐνη HSP 70 πρώτα βοηθάει την αδίπλωσή του η οποία μπορεί να είναι πλήρης, μπορεί και να μην είναι, εάν δεν γίνει πλήρης δεν ολοκληρωθεί η αναδίπλωση τότε η μερικά αναδιπλωμένη πρωτεΐνη μεταφέρεται στην σαπερονίνη η οποία είναι η πρωτεΐνη Grο-E η οποία μοιάζει σαν ένα βαρέλι στο εσωτερικό της οποίας υποβοηθείται η πλήρης αναδίπλωση αυτής φρέσκιας της νέας πρωτεΐνης και οι δύο, όπως σας είπα, συνοδεί πρωτεΐνες και η HSP 70 και η σαπερονίνη, η HSP 60 επιτυγχάνουν την υποβοήθηση της πρωτεΐνικής αναδίπλωσης χρησιμοποιώντας ενέργεια που παίρνουν από την μυδρόληση του ATP συνοδεί πρωτεΐνες δεν εμπλέκονται μόνο στην ορθή αναδίπλωση των πρωτεΐνών αλλά εμπλέκονται και στην μεταφορά των πρωτεΐνών σε διάφορα οργανίδια ένα κλασικό παράδειγμα είναι οι πρωτεΐνες του μυτοχοδρίου όπως γνωρίζετε τα μυτοχόδρια είναι η μυαυτόνομα οργανίδια έχουν το δικό τους DNA το οποίο κωδικοποιεί ένα σχετικά μικρό αριθμό το πρωτεΐνό του μυτοχοδρίου οι υπόλοιπες κωδικοποιούνται από πυρνικά γωνίδια άρα τα εγγυλιοφόρα αρενέι τους θα πρέπει να μεταφραστούν και μεταφράζονται από ελεύθερα ρίβο σώματα του κηταροπλάσματος και κατόπιν οι μυτοχοδριαγίες πρωτεΐνες θα πρέπει να μεταφερθούν από το κηταροπλάσμα στο μυτοχόδριο αυτό γίνεται με τη βοήθεια εξειδικεμένων πρωτεΐνών και οι μυτοχοδριαγίες πρωτεΐνες κατά κύριο λόγο αποδιπλώνονται με τη βοήθεια συνοδών πρωτεΐνών έτσι ώστε να χωρέσουν και να περάσουν από μικρούς διάβλους της εξωτερικής και εσωτερικής μεμβράνησης του μυτοχοδρίου αυτοί οι διάβλοι λεγόνται TOM και TIM transport outer membrane και transport inner membrane και αφού ένα μέρος της πρωτεΐνής εισέλθει στο στρώμα του μυτοχοδρίου η πρωτεΐνή παραλαμβάνεται από συνοδούς πρωτεΐνες του μυτοχοδρίου μυτοχοδριαγίες συνοδούς πρωτεΐνες της οικογένειας ΑΠΙΕ70 οι οποίες από τη μία του τραβάνε έτσι ώστε να μπει πιο εύκολα αλλά βοηθούν την πρωτεΐνή να λάβει την ορθή της διαμόρφωση μέσα στο οργανίδιο αντίστοιχα βλέπουμε ότι και η είσοδος των πρωτεΐνών στο ενδοπλασματικό δίκτυο γίνεται ταυτόχρονα με τη μετάφραση οι πρωτεΐνές του ενδοπλασματικού δικτύου που πρόκειται να εισέλθουν στο ενδοπλασματικό δίκτυο είναι πρωτεΐνες είτε του ίδιου ενδοπλασματικού δικτύου είτε εκκρινόμενες πρωτεΐνες ή κάποιες πρωτεΐνες που θα μεταφερθούν σε κάποιο μεμβράνι ή σε κάποιο άλλο μεμβρανικό οργανίδιο όχι τα μυτοχρόνια φυσικά για τα οποία μιλήσαμε λοιπόν, όλες αυτές οι πρωτεΐνες έχουν εξειδικευμένες σημαντικές αλληλουχίες οι οποίες αναγνωρίζονται από το σωματίδιο να γνωρίσει σήμαδος το οποίο σταματά τη μετάφραση μέχρι να μεταφερθεί όλο το σύμπλογο του ρυβοσώματος πάνω σε μια μεμβράνη, σε έναν υποδοχέα μάλλον ο οποίος βρίσκεται σε μεμβράνη του ενδοπλασματικού δικτύου και αυτός ο υποδοχέας βρίσκεται δίπλα σε ένα κανάλι μετατόπισης μέσα από το οποίο η πρωτεΐνή αυτή θα πρέπει να περάσει προκειμένου να μπει στον αυλό του ενδοπλασματικού δικτύου Κάτω τη μεταφορά της πρωτεΐνής, τη σύνθεση και τη μεταφορά της στον αυλό του ενδοπλασματικού δικτύου συμβαίνουν ορισμένα γεγονότα ένα από αυτά είναι ότι η σηματοδοτική ελουχία αποκόπτεται από μια πεπτυδάση ένα έζιμο το οποίο κόβει σε εξειδικαιμένες θέσεις και αυτό το έζιμο βρίσκεται στο εσωτερικό, στον αυλό δηλαδή του ενδοπλασματικού δικτύου Άρα λοιπόν όταν μια πρωτεΐνη μπαίνει στον αυλό του ενδοπλασματικού δικτύου χάνει ένα μέρος από το αμυνοτυλικό της άκρου αυτό το οποίο ήταν το σηματοδοτικό πεπτύδιο Κατόπινο όμως όταν εισέλθει μέσα στον αυλό παραλαμβάνεται από εξειδικαιμένες συνολούς πρωτεΐνες συγκεκριμένα σε πρώτη φάση από μια HSP 70 πρωτεΐνη την BIP όπως λέω πάρα πολύ συχνά οι βιοχημικοί δεν έχουμε φαντασία οπότε BIP τι σημαίνει? Binding Protein μια πρωτεΐνη που συνδέεται δηλαδή σε άλλες πρωτεΐνες γιατί την αναγνώρισαν από την ικανότητά της να συνδέεται σε άλλες πρωτεΐνες Αυτή λοιπόν η συνοδός πρωτεΐνη βοηθάει στην αναδίπλωση των νέων πρωτεΐνών που εισέρχονται στον αυλό του ενδοπλασματικού δικτύου και φυσικά να τις βοηθάει να αναδιπλωθούν ορθά είναι αυτός ο μοναδικός ρόλος, όχι απέναντίας οι συνοδοί πρωτεΐνες εμπλέκονται και στη διαδικασία διαλογής δηλαδή όταν μια φρέσκα πρωτεΐνη έλθει μέσα στο ενδοπλασματικό δίκτυο τότε μπορεί να συμβούν ορισμένα γεγονότα μπορεί με την υποήχη του συνοδό πρωτεΐνών να αναδιπλωθεί σωστά και τότε μπορεί να προχωρήσει να πάει στον τοποθεσία του ενδοπλασματικού δικτύου όπου θα πακεταριστεί σε εγκυστήδια και θα συνεχίσει την πορεία της προς συσκευή Golgi εκεί που πρέπει να πάει αλλά υπάρχει πάντα και η πιθανότητα ότι αυτή η πρωτεΐνη για διάφορους λόγους μπορεί να μην λάβει την ορθή αναδίπλωση, την ορθή διαμόρφωση Τι γίνεται σε αυτή την περίπτωση, σε αυτή την περίπτωση οι συνοδοί πρωτεΐνες την κρατούν στον τοποθεσματικό δικτύο, της δίνουν ορθή ευκαιρίας να αναδιπλωθεί ορθά και αν αυτό δεν γίνει δυνατό τότε την ξαναστέλουν έξω μέσω από διάβλους στο κηταρόπλασμα όπου μαρκάρεται με την UV-κουητήνη που είναι μια μικρή πρωτεΐνη η οποία είναι μια πρωτεΐνη του θανάτου μαρκάρει τις πρωτεΐνες για διάσπαση και οι πρωτεΐνες που είναι λάθος αναδιπλωμένες αφού μαρκαριστούν με UV-κουητήνη θα απεικοδομηθούν σε ένα εξειδικευμένο οργανείδιο το οποίο το λέμε πρωτεόσομα θα μιλήσουμε για αυτό στο τέλος της διάλεξης βλέπουμε ότι μιλήσαμε για πρωτεΐνες που είναι κυρίως γιαλυτές βλέπουμε όμως ότι συνοδεί πρωτεΐνες μπορεί να εμπλέκονται και στον ποιοτικό ελέγχο κάποιων άλλων πρωτεΐνών του εδιπλασματικού δικτύου όπως για παράδειγμα πρωτεΐνών οι οποίες είναι γλυκοζηλειωμένες εδώ βλέπουμε ότι μια πρωτεΐνή που θα γλυκοζηλειωθεί γλυκοζηλειώνεται συνήθως στην αρχή με το που εισέλθει στον πλασματικό δίκτυο όπου προσθήθεται παρότις μια αλυσίδα περίπου 14 σαχάρων βλέπουμε ότι κατόπιν αυτή η υλικοπρωτεΐνή παραλαμβάνεται από μια πρωτεΐνή που έχει και ρόλο συνοδού αλλά η οποία εμπλέκεται επίσης και στην κατακράτηση του ασβεστίου μέσα στον πλασματικό δίκτυο την Calreticuline αφού συνδεθεί η υλικοπρωτεΐνή με την Calreticuline μάλλον πριν να συνδεθεί χάνει κάποια από τα ζάχαρά της και πηγαίνει στο επόμενο στάδιο όπου χάνει ένα ακόμα ζάχαρο λοιπόν σε αυτό το σημείο εάν η πρωτεΐνή αναδιπλωθεί ορθά τότε μπορεί και εξέρχεται το εντοπλασματικό δικτύου μέσα από κυστίδια εάν κάτι έχει πάει λάθος τότε ουσιστικά μπορεί να ξαναγυρίσει την διαδικασία, δηλαδή να ξαναπροσθεθεί ένα ζάχαρο πάνω της να ξανασυνδεθεί με την Calreticuline και να κάνει ακόμα μια απόπειρα ορθής αναδίπλωση αν το επαναλάβει αυτό, το ξαναπαναλάβει και αποτύχει τότε η πρωτεΐνή μας αποστέλεται όπως είδαμε και πριν πίσω στο κυταρόπλασμα για μαρκάρισμα με ουβουκιτίνη και επικοδόμηση άρα λοιπόν πρωτεΐνες οι οποίες αναδιπλώνονται σωστά ουσιστικά μετακινούνται μέσω κυστιδίων στο σωστό διαμέρισμα πρωτεΐνες οι οποίες αφού την χάνουν να διπλωθούν ξαναστέλνονται πίσω στο κυταρόπλασμα για επικοδόμηση έχοντας πει όλα αυτό εδώ, απλά να μιλήσουμε λίγο για τις ίδιες τις πρωτεΐνες είδαμε προηγουμένως ότι κάποιες πρωτεΐνες γλυκοζυλιώνονται, δηλαδή προσθήθηται πάνω τους κάποια ζάχαρα η προσθήκη ενός ζαχάρου πάνω σε μια πρωτεΐνη είναι μια μεταμεταφραστική τροποποίηση η μεταμεταφραστική τροποποίηση είναι προσθήκης χημικών ομάδων πάνω στους πρωτεΐνες οι οποίες κάνουν τι τους αλλάζουν τις ψυχοχημικές ιδιότητες και αυτό οδηγεί πολλές φορές αλλαγή της δομής της πρωτεΐνης της λειτουργικότητας της πρωτεΐνης, της τοπολογίας της πρωτεΐνης ή όλα αυτά Λοιπόν η φοσφοριλίωση των πρωτεΐνών είναι μια από τις διαδικασίες που είναι από τις πιο κοινές που υπάρχουν στη βιολογία και στη βιοχημία. Τι είναι φοσφοριλίωση μιας πρωτεΐνης Στη φοσφοριλίωση μιας πρωτεΐνης συνήθως ένα έζιμο το οποίο λέγεται κοινάση των πρωτεΐνών, η πρωτεΐνική κοινάση παίρνει μια φοσφορική ομάδα από το ATP και σχηματίζει έναν εστερικό δεσμό, προσθένει δηλαδή αυτή την φοσφορική ομάδα στην πλευρική αλυσίδα μιας σερήνης ή μιας θεραιορμήνης ή μιας θυροσύνης δηλαδή αμυνοξέων τα οποία φέρουν υδροξύλιο στην πλευρική αλυσίδα. Όπως σας είπα και προηγουμένως αυτή η χημική τροποποίηση αλλάζει φυσικοχημικές ιδιότητες της πρωτεΐνης γιατί ουσιαστικά προσθέτει μια όξινη, μια επιπλέον όξινη ομάδα Αυτή η αλλαγή στους φυσικοχημικές ιδιότητες, αυτή η αλλαγή στη δομή μπορεί είτε να απενεργοποιήσει μια ενεργό πρωτεΐνη ή να ενεργοποιήσει μια ανενεργό. Επομένως έχει πολύ σημαντικό ρυθμιστικό ρόλο στην ζωή ενός κυτάρου. Σε άλλες διαλέξεις θα δώσουμε περισσότερα και πιο συγκεκριμένα παραδείγματα του πώς η φοσφοριλίωση των πρωτεΐνών μπορεί να οδηγήσει σε κάποιες πολύ συγκεκριμένες αλλαγές είτε λειτουργικικές είτε δομικές στις πρωτεΐνες Για παράδειγμα, στον κυταρικό κύκλο θα δούμε πως η φοσφοριλίωση των πυρνινικών λαμινών του πυρνικού ημένα οδηγεί σε άπος συνερμολόγηση του πυρνικού φακέλου το οποίο είναι πολύ σημαντικό για την κυταρική διαίρεση. Επίσης μια πολύ διαδομένη με τα μεταφραστική τροποποίηση των πρωτεΐνών είναι η γλυκοζηλίωση τους, δηλαδή η προσθήκη ζαχάρων πάνω στη δομή των πρωτεΐνών Αυτή η προσθήκη ζαχάρων, για την οποία θα μιλήσουμε και σ' άλλες διαλέξεις, μπορεί να γίνει είτε στο αμυνοξίας παραγίνει, στην πλευρική αλυσίδα του αμυνοξίωσης παραγίνει όπου θα έχουμε έναν μη δεσμό ή μπορεί να γίνει στην πλευρική αλυσίδα της ερήνης όπου το ζάχαρο ενώνεται με το υδροξύλιο της ερήνης άρα έχουμε έναν ομικρό δεσμό. Επίσης βλέπουμε ότι πολλές φορές πρωτεΐνες μπορεί να συνδεθούν με μεμβρανικά γλυκολυπίδια τα οποία αποτελούνται όπως είπα και από λιπαρά οξέα αλλά και από ζάχαρα και βλέπουμε ότι πρωτεΐνες που συνδέονται με γλυκολυπίδια συνήθως συνδέονται σε αυτά μέσα στο ναυλό του εντοπλασματικού δικτύου. Όπως βλέπουμε αυτές οι πρωτεΐνες συνήθως χάνουν ένα μέρος από το καρβόξελικό τους άκρο και συνδέονται μοιοπολικά σε ένα γλυκολυπίδιο μέσα στο ναυλό του εντοπλασματικού δικτύου. Επομένως είδαμε ότι πολλές πρωτεΐνες συνδέονται πάνω σε γλυκολυπίδια μέσα στο ναυλό του εντοπλασματικού δικτύου. Κατόπιν αυτές οι πρωτεΐνες πακετάρονται σε κιστίδια. Φυσικά η δομή των κιστιδίων συμμετέχει και η μεμβράνη του εντοπλασματικού δικτύου άρα η πρωτεΐνή βρίσκεται στο εσωτερικό του κιστιδίου. Όταν όμως αυτό το κιστίδιο συνδίκεται με την εξωτερική μεμβράνη του κιτάρου τότε η πρωτεΐνή που ήταν συνδεδεμένη με το γλυκολυπίδιο σκάνει και πλέον έρχεται προς το εξωτερικό του κιτάρου. Βλέπουμε λοιπόν ότι αρκετές από τις πρωτεΐνες οι οποίες εντοπίζονται στο εξωτερικό του κιτάρου είναι εγκυροβολημένες στην πλασματική μεμβράνη στο εξωτερικό της μήμα με τέτοια γλυκολυπίδια. Επομένως αυτό που πρέπει να καταλάβουμε όταν βλέπουμε τέτοιες τροποποιήσεις να γίνονται μέσα ή έξω ή πάνω στη μεμβράνη του εντοπλασματικού δικτύου πρέπει να καταλάβουμε ότι οτιδήποτε υπάρχει στο εσωτερικό του εντοπλασματικού δικτύου αγγυροβολημένο πάνω στη μεμβράνη μετά τη σύνδεξη των κιστιδίων θα βρεθεί προς τα έξω. Δηλαδή, στην πλευρά της μεμβράνης της πλασματικής που βλέπει προς τον εξοκητάριο χώρο. Οποιεςδήποτε αλλαγές, οποίεςδήποτε πρωτεΐνες είναι εγκυροβολημένες σε αυτή τη μεμβράνη αλλά είναι προς τη πλευρά του κιταροπλάσματος μετά τη σύνδεξη των κισιδίων θα μείνουν προς τη πλευρά του κιταροπλάσματος. Και να συνεχίσουμε με τις μεταφρασικές προποποιήσεις. Ξέρουμε, έχουμε ακούσει και έχει τα ακούσει πάρα πολλά για τις λιπποπρωτεΐνες. Πάνω λοιπόν σε πρωτεΐνες μπορεί να συνειδηθούν πολλά λιπαρά οξέα και έχουμε διαφορετικές διαφορικούς τρόπους τέτοιας λιππηδηλίωσης. Έχουμε για παράδειγμα τη μυριστηλίωση. Η μυριστηλίωση πώς λαμβάνει η χώρα. Λαμβάνει η χώρα στο αμυνοτελικό άκρο τέτοιων λιπποπρωτεϊνών όπου αφού χάσουν το πρώτο αμυνοξύ που είναι μεθιονίνι το μυριστικό οξύ συνδέεται στο δεύτερο αμυνοξύ αυτής της πρωτεΐνης που είναι πάντα γλυκίνη. Άρα βλέπουμε ότι η μυριστηλίωση γίνεται στο άμυνο τελικό άκρο της λιπποπρωτεΐνης. Αντίθετα η φανεσιλίωση γίνεται στο καρβοξ τελικό άκρο των αντίστοιχων λιπποπρωτεϊνών πάνω σε μία εκηστεΐνη η οποία βρίχεται δίπλα σε μια πολύ συγκεκριμένη αλληλουχία η οποία θα αποκοπεί μετά την προσθήκη του φανεσιλίου. Τέλος έχουμε την πάλμητη λίωση η οποία πάλι θα γίνει σε μία εκηστεΐνη, άρα ένα παλμητικό οξύ θα συνδεθεί πάνω σε αυτή την εκηστεΐνη αλλά η πάλμητη λίωση δεν γίνεται ούτε στο αμυνοτελικό ούτε στο καρβοξ τελικό άκρο της πρωτεΐνης, γίνεται κάπου στη μέση. Άρα βλέπουμε ότι ανάλογα με την διαδικασία το λιπαρό οξύ μπορεί να προσθεθεί είτε σε μία πλευρά της πρωτεΐνης είτε στην άλλη είτε στη μέση. Όχι βέβαια στην ίδια πρωτεΐνη διαφορετικές λιπποπρωτεΐνες συνδεόνται με διαφορετικά λιπαρά οξέα. Σε τέλος βλέπουμε ότι πάρα πολλές πρωτεΐνες μετά την βιωσήθεση τους οριμάζουν, δεν παραμένουν ως έχω. Είδαμε για παράδειγμα ότι όταν μία πρωτεΐνη του αυλού του ενδοπλασματικού δικτύου μπαίνει στο ενδοπλασματικό χάνει το αμυνοτελικό τσάκρο, το σημαντικό πιπτίδιο. Άρα είναι λίγο διαφορετική από αυτή που φτιάχθηκε στον Ριβόσοβα. Ένα κλασικό παράδειγμα μιας πρωτεΐνης η οποία υφίσανται πολλές τέτοιες μεταβολές κατά τη νορί μας της είναι μια πολύ γνωστή μας ορμόνη η Ινσουλίνη. Όταν λοιπόν η Ινσουλίνη συνδίθεται από τα ριβοσώματα συνδίθηται ως μια πρόδρομη μορφή την οποία τη λένε πρέπρο Ινσουλίνη. Καθώς η πρέπρο Ινσουλίνη μπαίνει στο ενδοπλασματικό δίκτυο χάνει τη σημαντική της αλληλυχία και αμέσως αμέσως μέσα στο ναυλό του ενδοπλασματικού δικτύου μετατρέπεται σε πρό Ινσουλίνη. Η πρό Ινσουλίνη αναδιπλώνεται μέσα στον ενδοπλασματικό και ένα μέρος της αναδίπλωσης δεν είναι μόνο οι ιοντικοί και άλλοι ασθενείς δεσμοί οδυντρογώνου και άλλοι που αναπτύσσονται προκειμένου να λάβει την τριτοαγική διαμόρφωση αλλά και κάποιοι ομοιοπολικοί δεσμοί κάποιοι δυσκλητικοί δεσμοί οι οποίοι σταθεροποιούν αυτή τη δομή της. Άρα η πρό Ινσουλίνη αναδιπλώνεται και με τη βοήθεια δυσκλητικών δεσμών αλλά για να οριμάσει τελείως η πρωτεΐνη βλέπουμε ότι ένα πολύ μεγάλο μέρος της αυτό το οποίο το λέμε συνδετικό πολυπετήριο αποκόπτεται έτσι ώστε τώρα η όρημη Ινσουλίνη να αποτελείται από δύο μικρές πολυπετρικές αλυσίδες την Α και τη Β. Οι οποίες είναι μόνο ένα μικρό μέρος της αρχικής πρωτεΐνης η οποία φτιάχτηκε στα ρυβοσώματα δηλαδή σπρε πρωΙνσουλίνης. Αυτός ο σχηματισμός των δυσκλητικών δεσμών δεν μπορεί να γίνει οπουδήποτε. Χρειάζεται ένα ιδιαίτερο οξυδωτικό περιβάλλον και αυτό το οξυδωτικό περιβάλλον βρίσκεται μόνο μέσα στον αυλό του εντοπλασματικού δικτύου όχι στο κυταρόπλασμα δεν μπορεί να γίνει στο κυταρόπλασμα και αυτή η διαδικασία επίσης δεν είναι αυτώματι υποβοηθείται από εξυδικευμένα ένζυμα όπως για παράδειγμα την ισομεράση των δυσσουλφυρικών δεσμών τα οποία εξυφαλίζουν ότι οι ισοστοί οι δυσσουλφυρικοί δεσμοί θα λάβουν χώρα. Φυσικά η ισουλίν δεν είναι το μοναδικό παράδειγμα όλοι γνωρίζουμε τις ανοσφαιρίνες και μια σειρά από άλλες σημαντικές πρωτεΐνες οι οποίες σταθεροποιούνται με δυσουλφυρικούς δεσμούς οι οποίοι όπως είπαμε σχηματίζονται στον αυλό του εντοπλασματικό δίκτυο. Φυσικά οι πρωτεΐνες φτιάχνονται, αυτό πρέπει να εκπληρώσουν τη λειτουργικότητά τους και σε κάποια φάση δεν είναι πλέον χρήσιμες και πρέπει να αποικοδομηθούν. Γενικά η πρωτεΐνική αποικοδόμηση μπορεί να λάβει χώρα σαν πακέτο δηλαδή παλιά οργανίδια όπως γερασμένα μυτοχόνδρια πρέπει να αποικοδομηθούν μαζί με τις πρωτεΐνες τις οποίες φέρουν. Αυτό γίνεται μια διαδικασία την οποία τη λέμε αυτοφαγία όπου με βράνε στον αυλό του εντοπλασματικό δικτύου σχηματίζουν ένα φράγμα γύρω από το μυτοχόνδριο και σχηματίζεται ένα αυτοφαγό σωμάτιο το οποίο κατόπιν συνδίκεται με έλληση σωμάτια τα οποία περιέχουν υδρολιδικά έζιμα τα οποία αποικοδομούν πρωτεΐνες. Φυσικά μια παρόμοια διαδικασία γίνεται όταν για παράδειγμα διάφορα φαγοκύτερα εμπλέκονται σε φαγοκυτάρωση και παίρνουν είτε βακτήρια σχηματίζοντας φαγοσώματα και υδρολίουν τους πρωτεΐνες τους στα άλλη σωμάτια. Όλα αυτά πράγματα συμβαίνουν αλλά στις πιο πολλές περιπτώσεις η απεικοδόμηση των πρωτεΐνών, η ρυθμιζόμενη απεικοδόμηση των πρωτεΐνών δεν λαμβάνει χώρα στα λίγες σωμάτια. Λαμβάνει χώρα σε εξειδικευμένες δομές τις οποίες τις λέμε πρωτεοσωμάτια και μοιάζουν με σκουπιδοφάγους. Είναι πίμιξε σε μήκρο σε σαβαρέλια που στο εσωτερικό τους έχουν μωριακά ψαλίδια τα οποία κόβουν τις πρωτεΐνες σε πολλαπλά σημεία. Άρα επομένως ένα πολυπεπτίδιο θα εισέλθει στον αυλό αυτού του πρωτεοσωματίου και θα διασπαστεί σε πολλά λιγοπεπτίδια. Όχι μινοξέα, λιγοπεπτίδια. Αυτά τα λιγοπεπτίδια στον κυταρόλασμα κατόπιν θα επικοδομηθούν περαιτέρω. Κάποιοι από αυτά μπορούν να πάνε και στο δοπλασματικό σαν σύμπλοκα με τις πρωτεΐνες του συμπλόκου άνωσης συμβατότητας τύπου 1 ή τύπου 2 ανάλογα με τα κύτερα. Λοιπόν, όπως και να έχει το πράγμα όμως βλέπουμε ότι τα πρωτεοσωμάτια είναι ο τόπος στον οποίο απικοδομούνται οι πρωτεΐνες. Πώς γίνεται η απικοδόμηση του πρωτεΐνού, είναι τυχαία, δηλαδή οποιαδήποτε πρωτεΐνη θα μπορεί να πάει στα πρωτεοσωμάτια και να διασπαστεί ή είναι δυθμιζόμενη. Η απάντηση είναι ότι, και νομίζω ότι το είπαμε και προηγουμένως, όταν είδαμε ότι κάποιες από τις λάθος ανυπλομένες πρωτεΐνες του δοπλασματικού δικτύου στέλνονταν έξω στο κυταρόπλασμα για απικοδόμηση. Και τι βλέπαμε, βλέπαμε ότι οι πρωτεΐνες που πρέπει να απικοδομηθούν πρέπει να μαρκαριστούν για απικοδόμηση. Και αυτό μαρκάρισμα δεν είναι τίποτα άλλο παρά η προσθήκη μιας εξειδικευμένης μικρής πρωτεΐνης που τη λέμε UV-κυτίνη, η οποία συνδέεται ομοιοπολικά και μαρκάρει την πρωτεΐνη που είναι προς απικοδόμηση. Και μάλιστα αυτό που βλέπουμε είναι ότι η πρωτεΐνη που πρέπει να απικοδομηθεί δεν μαρκάρεται μόνο με ένα μόριο UV-κυτίνης, αλλά με πολλά διαδοχικά μόρια το ένα μετά το άλλο, δηλαδή με μία λυσίδα πολυ-UV-κυτίνης. Πώς γίνεται αυτό εδώ? Για να γίνει αυτό το μαρκάρισμα χρειάζονται εξειδικευμένα έζιμα τα οποία τα λέμε Υ3 λιγάσεις της UV-κυτίνης, τα οποία έχουν εξειδίκευση μόνο το καθένα για ένα πολύ συγκεκριμένο σετ πρωτεΐνών. Άρα λοιπόν μέσα σε ένα κειδόν υπάρχουν πάρα πάρα πολλές Υ3 λιγάσεις UV-κυτίνης με διαφορετική εξειδίκευση κάθε μία. Η UV-κυτίνη από πού έρχεται? Η UV-κυτίνη σαν υπόστρωμα ουσιαστικά μεταφέρεται από μία ενδιάμεση πρωτεΐνη, την Υ2, πάνω στην οποία είναι συνδεμένη με έναν δεσμό υψηλής ενεργίας έτσι ώστε η Υ3 λιγάση απλά την μεταθέτει από την Υ2 πρωτεΐνη πάνω στην πρωτεΐνη στόχο, η οποία πρέπει να μαρκαριστεί προς αποικοδόμηση. Και το σύστημα αυτό βέβαια έχει ακόμα έναν παρτνέρ, έχει μια ε1 πρωτεΐνη, η οποία ουσιαστικά τι κάνει, είναι η πρωτεΐνη η οποία θα πάρει την Υ3 και θα την ενώσει στην ε2 πρωτεΐνη, τη μεταφορική, με έναν δεσμό υψηλής ενεργίας, δηλαδή έναν δεσμό εύκολο να διασπαστεί, χρησιμοποιώντας ενεργία που λαμβάνει από την υδροόληση του ATP. Άρα το βλέπουμε αυτό εδώ, τα κύτερα συνήθως δεν έχουν πολλές, έχουν συνήθως μόνο μία ε1 πρωτεΐνη που είναι ενεργοποιητής ουβυκητίνης, έχουν ένα σχετικά περιορισμένο αριθμό ε2 πρωτεΐνών που είναι μεταφορής της ουβυκητίνης, άρα πάρα πάρα πάρα πολλές ε3 λιγάσεις της ουβυκητίνης, οι οποίες όπως είπαμε έχουν διαφορετικούς στόχους. Και φυσικά οι λιγάσεις ουβυκητίνης είναι αυτές οι οποίες θα μαρκάρουν τις πρωτεΐνες που είναι πρόσφατη δικοδόμηση και οι μαρκαρισμένες πρωτεΐνες θα σταλούν στο πρώτε άσομα για δικοδόμηση. Άρα επομένως αν εγώ θέλω να δικοδομίσω μια πρωτεΐνη θα τη μαρκάρω πρώτα με ουβυκητίνη και μετά θα πάει στο πρώτε άσομα για δικοδόμηση. Ένα από τα θέματα τα οποία πολλές φορές μας μπερδεύουν είναι πού βρίσκονται τα πρωτεοσομάτια. Λοιπόν, και πού δεν βρίσκονται. Άρα πρωτεοσομάτια δεν βρίσκονται στο νοπλασματικό δικτύο. Εντάξει, γι' αυτό οι πρωτεΐνες στο νοπλασματικό δικτύο οι οποίες δεν είναι ορθά ανεδιπλωμένες πρέπει πρώτα να βγουν στο κυθαρόπλασμα να μαρκαριστούν και να πικοδομηθούν. Πρωτεοσομάτια όμως βρίσκονται και στον πυρήνα. Άρα η επικοδόμηση πολλών από τις πυρνικές πρωτεΐνες μπορεί να γίνει μέσα στον πυρήνα. Δεν χρειάζεται να βγουν, μπορούν δηλαδή να μαρκαριστούν μέσα στον πυρήνα και να επικοδομηθούν από τα πρωτεοσομάτια του πυρήνα χωρίς να χρειαστεί να βγουν στο κυθαρόπλασμα. Έχοντας ολοκληρώσει αυτήν την πολύ μεγάλη διάλεξη στην οποία καλύψαμε πολλά και διαφορετικά θέματα, θα ήθελα να σας ευχαριστήσω για την προσοχή σας και την υπομονή σας. |
