Amint a dns segítségével egy fehérje elkészül, az pontosan hogyan is fogja megtalálni, hogy mit kell csinálnia és hova kell mennie?

Ennek a kérdésnek részlet-megoldásaiért is Nobel-díjat lehet nyerni. Brutálisan bonyolult téma, sok kutató áldozta már egész pályafutását ennek megválaszolására nemhogy általánosan, hanem akár csak egy-egy fehérje esetében.

Az 1999-es orvosi Nobel-díjat pl. azzal nyerték, hogy sejtszervecskékbe szánt fehérjéken megállapítottak olyan aminosav-mintázatokat, amely alapján nagyjából eldönthető, hogy melyik szervecskébe mehetnek. Maga a mechanizmus nagyon bonyolult, de az alapötlete olyasmi, hogy a sejtszervecskékben található csatornák bizonyos peptideket tartalmazó fehérjéket kizárnak, másokat félig behúznak és a membránba tesznek, megint másokat pedig keresztülnyomnak a sejtszervecske belsejébe. És ezek a csatornák a különböző sejtszervecskében másfélék, így másféle fehérjéket engednek be.

Persze a fehérjék jó része nem szervecskébe, de mégis pontosan meghatározott helyre kell hogy kerüljön, így a kérdés messziről sincs lezárva.

Amúgy gyakran már a fehérje legyártásának helye "irányban van", tehát az mRNS lefordítása nem akárhol történik, hanem a szekvenciája magában hordoz egy irányítószám-jellegű információt. De hogy ezt milyen más fehérjék képesek értelmezni, és külön-külön milyen mechanizmussal szállítják őket a megfelelő helyen lévő riboszómákhoz... na ehhez már nagyon mélyen a szakirodalomba kéne ásnia magát az embernek, és nem ám tankönyvekbe, hanem friss, maximum pár éves publikációkba.

Én optimistán száz évre tippelem, hogy ezt a kérdést alaposan megválaszolhassuk.

Azért már elég sokat tudunk arról, hogyan szabályozzák a sejtek, hogy a fehérjék hova kerüljenek. Nem tudom, mit ért az előző válaszoló "alapos" válasz alatt, nyilván még 100 év múlva is lesznek ezzel kapcsolatban megválaszolatlan kérdések, de azért az alapok már elég jól láthatóak.

"Az 1999-es orvosi Nobel-díjat pl. azzal nyerték..."

Ez teljességgel igaz, de tegyük hozzá, hogy az illető úriember (Blobel) a vizsgálatait 1970-ben végezte. A Nobel-bizottság malmai lassan őrölnek...

"Amúgy gyakran már a fehérje legyártásának helye "irányban van", tehát az mRNS lefordítása nem akárhol történik, hanem a szekvenciája magában hordoz egy irányítószám-jellegű információt."

Ez alatt gondolom az előző válaszoló azt érti, hogy a fehérjék egy része szabad (citoplazmában levő) riboszómákon képződik (ezek kerülnek általában a sejtplazmába, sejtmagba, mitokondriumba, ...), más részük viszont az endoplazmatikus retikulumhoz (ER) kötött riboszómákon (ezek épülnek be a membránokba, illetve kerülnek az ER-be, Golgi-készülékbe, lizoszómákba, illetve a sejten kívülre). Ebben az esetben viszont csak közvetetten igaz az RNS szekvenciája hordozza a készülés helyének információját. Minden fehérje transzlációja a sejtplazmában kezdődik meg, de a fehérjék egy részének kezdeti szakaszán egy olyan jelző szakasz (szignál szekvencia) van, amit egy speciális fehérje-RNS komplex (SRP - signal recognition particle) felismer, és az egész transzlációs komplexet az ER-hez szállítja.

A protein targeting (így nevezik azt a folyamatot, ami során a fehérjék a megfelelő helyre jutnak a sejtben, vagy azon kívül) lényegét egyébként az előző válaszoló jól leírta: a fehérjék többsége tartalmaz olyan szignál peptid szakaszt, ami jelzi a szállító molekulák számára, hogy hova kell a fehérjét szállítani. Ezen szakaszok egy része a fehérjék érése során levágódhat.

További információkat találhatsz ezeken az oldalakon:

[link]

[link]

Illetve, ha tudsz angolul, innen kiindulva még sokkal többet:

[link]

" Szóval annyit tudunk, hogy a sejtek fehérjéket csinálnak, de hogy ez pontosan milyen folyamattal tudja befolyásolni a testet, azt nem tudjuk?"

Dehogynem tudjuk! A fehérjék funkciójáról ma már igen sokat tudunk, hatalmas adatbázisok vannak, fehérjecsaládok, így ha egy új gént találnak, akkor már anélkül is valószínűleg lehet valamit mondani a funkcióról, hogy magát a fehérjét izolálnák. Persze pontosat mindig csak akkor, ha megvan a fehérje.

Azt is kérded, hogy a fehérje honnan tudja, hogy mi a funkciója. A fehérje nem "tudja", hanem a szerkezete egyszerűen fizikailag meghatározza, hogy mire képes. Ahogy a gumilabda se tudja, hogy pattannia kell, de mégis pattan, ha leejted: az alakja, az anyaga egyszerűen erre teszi képessé és nem másra. Az ólomgolyó például nem pattan. Vagy nézz meg egy papírforgót: az se "tudja", hogy forognia kell a szélben, egyszerűen csak forog mert a fizika, a szerkezete ezt diktálja. Ha egy gyűrött papírzsepit raksz egy rúdra, az nem fog forogni.

Ugyanígy, a fehérjét alkotó aminosavak is különféle anyagok, van köztük olyan, ami rugalmasságot biztosít, vagy épp merevséget, vagy épp elektront tud átadni vagy felvenni. Sok fehérjecsaládnál már pontosan lehet tudni, hogy egy bizonyos funkcióhoz hol kell lennie rugalmas résznek, hol kell lennie elektronátadó aminosavnak, stb. Ezt, ahogy mondtam az előbb, nem a kisujjukból szopták a kutatók, hanem több száz hasonló funkciójú fehérje összehasonlításából.

A fehérje nem gondolkodik, miközben a dolgát teszi. Ha például van egy DNS-hasító fehérje, akkor az ha találkozik egy DNS-sel, akkor elhasítja. Az élő sejtben természetesen millió dolgot be kell állítani, például hogy a megfelelő időben találkozzon a DNS-sel (ezt a gén átírásának szabályozásával lehet elérni), vagy hogy a megfelelő mennyiségben találkozzanak (mennyiségi szabályozás).

Ma már egyébként nem is az a fő kérdés hogy egy fehérje mit csinál, hanem hogy mennyire és mikor csinálja, mi hat rá, mire hat ő, stb.