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O prião parece funcionar como uma alpondra evolucionária

Quando uma proteína misfolds, os resultados podem ser desastrosos. Uma mudança incorrecta na forma da molécula pode conduzir às doenças que incluem Alzheimer e Huntington. Mas os cientistas descobriram que as proteínas misfolded podem ter um lado positivo no fermento, ajudando pilhas navegam a corrente perigoso da selecção natural expressando uma variedade de traços genéticos escondidos.

O que é mais, no centro deste processo está um prião, uma proteína pequena encontrada na membrana de neurónio. O formulário distorcido desta proteína é responsável para a doença das vacas loucas e causa a doença nova de Creutzfeld-Jakob nos seres humanos.

“Isto é a primeira vez que nós vimos um prião afectar uma pilha em uma maneira benéfica que possa determinar a evolução de um organismo,” dizemos a urze verdadeira, autor principal do papel, que aparecerá o 15 de agosto na edição em linha da natureza do jornal.

Previamente, rectifique e o director Susan Lindquist do Whitehead Institute relatou que uma proteína particular do fermento chamada Sup35 alterou de algum modo o metabólico propriedade-ou fenótipo-da pilha quando “misfolded” em um estado do prião. Sup35 ajuda o guia o processo por que as pilhas fabricam moléculas de proteína. Contudo, quando Sup35 misfolds em seu estado do prião, forma as fibras do amyloid similares àquelas encontradas nos pacientes de Alzheimer e faz com que a maquinaria deprodução da pilha vá dràstica awry.

A maior parte da vezes, isto é deletério à pilha. Em aproximadamente 20% dos casos testou, contudo, a equipe de Whitehead descobriu que estes fenótipos novos têm recursos para a pilha de fermento uma vantagem da sobrevivência.

“Mas nós ainda não conhecemos os mecanismos moleculars atrás deste,” diz verdadeiro, um pesquisador pos-doctoral anterior no laboratório de Lindquist, e agora um professor adjunto na universidade de Washington, St Louis. “Como fez exactamente a mudança do prião a aparência da pilha?”

A resposta revelou uma torção na compreensão tradicional de como os traços são herdados.

Para que Sup35 assegure que a pilha lê correctamente as receitas da proteína conteve nos genes, ele focaliza no que são chamadas de “codons parada” - as secções do ADN que indicam exactamente onde no gene extremidades de uma receita da proteína do detalhe. Sup35 assegura-se de que a pilha traduza somente o material antes destes codons designados.

Mas quando misfolds em uma conformação do prião, Sup35 obtem superficial, e a pilha lê além dos codons de parada, traduzindo a informação genética que tinha sido previamente dormente. Em conseqüência, as mudanças do fenótipo da pilha.

E é aqui onde a evolução entra.

Naquelas ocasiões raras quando, devido a um ambiente particular, as propriedades alteradas da pilha a fornecem uma vantagem da sobrevivência, a pilha passa esse traço sobre a sua descendência. Mas quando as pilhas de filha são acopladas e o reassortment genético ocorre, podem subseqüentemente passar ao longo deste mesmo traço sem prião-que é, o traço tornam-se fixas na linhagem da pilha e já não dependem-se do estado do prião. “Nós não sabemos ainda exactamente as pilhas de filha fazem esta,” dizemos Lindquist, que igualmente é um professor da biologia no MIT, “mas fazem-no rapidamente, frequentemente após um único acoplamento.”

O prião parece assim funcionar como uma alpondra evolucionária, tendo recursos para a população das pilhas uma possibilidade sobreviver em um ambiente novo onde precisem um fenótipo diferente até que possam adquirir as mudanças genéticas que produzem o mesmo efeito.

Estes traços novos são genetically complexos. Quando Sup35 misfolds em um formulário do prião, afecta um número de genes em um caiu rusga.

“Este prião,” explica Lindquist, “tem uma capacidade esconder e liberar a informação genética durante todo o genoma inteiro que pode contribuir aos traços novos em uma maneira complexa.”