عامل السبات

📅 آخر تحديث: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة
بنية ريبوسوم بكتيريا Psychrobacter urativorans في مركب مع عوامل السبات Balon و RaiA

عامل السبات هو بروتين تستخدمه الخلايا لتحفيز حالة سكون عن طريق إبطاء أو إيقاف عملية الأيض الخلوي . [ 1 ] قد يحدث هذا خلال فترات الإجهاد، [ 1 ] أو بشكل عشوائي لتوزيع "الخلايا الناجية المختارة" في المجموعة، [ 1 ] أو عندما تتوقف البكتيريا عن النمو (تدخل في طور الثبات ). [ 2 ] يمكن لعوامل السبات القيام بوظائف متنوعة، بما في ذلك تعطيل الآليات الخلوية وإيقاف التعبير الجيني، ولكن أهم عوامل السبات هي تلك التي ترتبط بالريبوسوم وتوقف إنتاج البروتين ، الذي يستهلك جزءًا كبيرًا من طاقة الخلية. [ 1 ] [ 2 ]

كيف ترتبط عوامل السبات المختلفة بالمواقع النشطة للريبوسوم

سبات الريبوسومات

يحدث سبات الريبوسوم عندما ترتبط عوامل سبات الريبوسوم بالريبوسوم وتوقف إنتاج البروتين. يُعد سبات الريبوسوم ظاهرة شائعة في البكتيريا ، وكذلك في بلاستيدات النباتات، وقد يوجد أيضًا في حقيقيات النوى . [ 2 ] يمكن لعوامل سبات الريبوسوم أن تُعطّل الريبوسومات ببساطة (RaiA، Balon)، أو أن تربط أزواجًا منها لتكوين ثنائيات غير نشطة تُسمى ريبوسومات 100S ( RMF وHPF)، أو أن تتدخل في مراحل مختلفة من دورة الترجمة (RsfS، YqjD، SRA، وEttA). [ 2 ] [ 3 ] من مؤشرات سبات الريبوسوم وجود عدد كبير من ريبوسومات 100S، والتي قد تُشكّل ما يصل إلى 60% من الريبوسومات في الخلية في وقت واحد. [ 2 ]

RMF و RaiA و HPF

توجد ثلاثة بروتينات، هي RMF وRaiA وHPF، حصريًا في فئة بكتيريا غاما بروتيوبكتيريا الكبيرة . [ 2 ] يُعدّ RMF (عامل تعديل الريبوسوم) بروتينًا صغيرًا، يُنتَج عادةً في ظروف نقص المغذيات والإجهاد، [ 4 ] وهو العامل الرئيسي في تكوين ريبوسومات 100S. [ 2 ] خلال عملية التكوين، يرتبط RMF بريبوسومات 70S (القياسية) لتكوين ثنائيات ريبوسوم 90S. [ 2 ] تُحوَّل هذه الثنائيات 90S بواسطة HPF (عامل تعزيز السبات) لتكوين ثنائيات 100S ناضجة. [ 2 ] يُعتقد أن البروتين الثالث، RaiA (المثبط المرتبط بالريبوسوم A)، يُعطِّل ريبوسومات 70S بمفرده ويُثبِّتها، مانعًا تحويلها إلى ريبوسومات 100S. [ 2 ] تحتوي معظم البكتيريا غير الغاما بروتيو، بالإضافة إلى بعض البلاستيدات النباتية، على نظير HPF الذي يمكنه تكوين ريبوسومات 100S بمفرده. [ 2 ]

بالون

بالون (كلمة إسبانية تعني "كرة"، نسبةً إلى نظيرها بيلوتا) [ 5 ] هو بروتين عامل السبات الموجود في بكتيريا Psychrobacter urativorans المتكيفة مع البرد . [ 5 ] اكتُشف هذا البروتين بالصدفة من قِبل باحث ترك عينة من P. urativorans في دلو ثلج لفترة طويلة، مما أدى إلى صدمة برد ، وذلك من خلال عمليات المسح اللاحقة بالتصوير المجهري الإلكتروني فائق البرودة للريبوسومات في الكائن الحي. [ 1 ] على عكس العوامل الأخرى، يستطيع بالون الارتباط بالريبوسوم أثناء عملية إنتاج البروتين. [ 1 ] يُعد هذا الأمر مهمًا للاستجابة السريعة للإجهاد، لأنه في بعض الخلايا، قد يستغرق إنتاج البروتين ما يصل إلى 20 دقيقة. [ 6 ] يقوم بالون بذلك عن طريق الارتباط بالقرب من موقع A في الريبوسوم، وليس عبره، بدلاً من حجبه فعليًا، كما تفعل عوامل السبات الأخرى، مما يسمح له بالارتباط بالريبوسوم بغض النظر عما إذا كان إنتاج البروتين يحدث أم لا. [ 1 ] تم العثور على أقارب جينية لـ Balon في 20% من الجينومات البكتيرية المفهرسة في قواعد البيانات العامة، لكنها غائبة عن Escherichia coli و Staphylococcus aureus ، وهما النموذجان الأكثر استخدامًا لدراسة السكون الخلوي. [ 1 ]

RsfS

يُثبّط عامل إسكات الريبوسوم S (RsfS) عملية الترجمة عن طريق منع الوحدتين الفرعيتين 30S و 50S للريبوسوم من الارتباط ببعضهما البعض مرة أخرى بعد انفصالهما أثناء إعادة تدوير الريبوسوم . [ 2 ] وقد اقتُرح أيضًا أنه عامل لتكوين الريبوسوم وليس عاملًا لإيقافه. [ 7 ]

SRA

إن بروتين SRA (البروتين المرتبط بالريبوسوم المحفز في الطور الثابت) غير مفهوم جيدًا حتى عام 2018. [ 2 ]هو بروتين صغير يتكون من 45 حمضًا أمينيًا، ويرتبط ارتباطًا وثيقًا بالوحدة الفرعية 30S للريبوسوم. [ 2 ] يزداد تركيزه من 0.1 جزيء لكل ريبوسوم في المتوسط ​​إلى 0.4 جزيء لكل ريبوسوم خلال الانتقال إلى طور الثبات، ويبقى كذلك لعدة أيام. [ 2 ]

YqjD

يُعدّ YqjD بروتينًا غشائيًا داخليًا خاصًا بالطور الثابت. يرتبط هذا البروتين بالريبوسومات 70S و100S، وقد تم اقتراحه في عام 2018.للتوسط في توطين (نقل) الريبوسومات الخاملة إلى غشاء الخلية. [ 2 ] في حين أن الخلايا التي تفتقر إلى YqjD لا تعاني من تغير في معدلات نمو تركيب الريبوسومات، فإن المستويات العالية منه بشكل مصطنع توقف النمو بسرعة اعتمادًا على قدرة البروتين على الارتباط بالريبوسومات. [ 2 ]

إيتا

يُعدّ EttA (مُنظِّم الترجمة المعتمد على الطاقة A) بروتينًا رابطًا للأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP ) من عائلة ABC-F، ويُعتقد أنه يُعدِّل معدل الترجمة بناءً على مستوى طاقة الخلية. [ 2 ] عندما تكون مستويات الأدينوسين ثنائي الفوسفات (ADP ) (الأدينوسين ثلاثي الفوسفات المُتحلِّل، مما يدل على انخفاض الطاقة) مرتفعة، يُثبِّط البروتين نشاط الريبوسوم، مما يسمح بالترجمة عند مستويات عالية من الأدينوسين ثلاثي الفوسفات. [ 2 ] يتدخل EttA تحديدًا بعد تكوين الرابطة الببتيدية الأولى في البروتين الجديد وقبل خطوة الانتقال الأولى التي يُحفِّزها عامل الاستطالة G ( EF-G) . [ 2 ]

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 سامورودنيتسكي، دان (2024-06-05). "معظم أشكال الحياة على الأرض في حالة سكون، بعد سحب "فرامل الطوارئ""" مجلة كوانتا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12-06-2024 . "
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 توماس بروسلينر؛ سكوفبو وينتر، كريستوفر؛ سورينسن، مايكل اسكفاد؛ جيرديس ، كين (2018/11/23). "سبات الريبوسوم" . المراجعة السنوية لعلم الوراثة . 52 (1): 321–348 . دوى : 10.1146/annurev-genet-120215-035130 . ISSN 0066-4197 . بميد 30476446 .  
  3. ↑ خاوفا، إي. أ.؛ كاشيفاروفا، ن. م.؛ تكاتشينكو، أ. ج. (2022-06-01). "سبات الريبوسوم: الاستراتيجية الجزيئية لبقاء البكتيريا (مراجعة)" . الكيمياء الحيوية التطبيقية وعلم الأحياء الدقيقة . 58 (3): 213-231 . doi : 10.1134/S0003683822030061 . ISSN 1608-3024 . 
  4. ↑ تروش، رافائيل؛ ويلموند، فيليكس (2019-07-01). "الموضوع المحفوظ لسبات الريبوسوم: من البكتيريا إلى البلاستيدات الخضراء في النباتات" . الكيمياء الحيوية . 400 (7): 879-893 . doi : 10.1515/hsz-2018-0436 . ISSN 1437-4315 . PMID 30653464 .  
  5. 1 2 هيلينا بوينو، كارلا؛ ريباك، ماريا يو؛ إكيميزي، تشينيي إل؛ سوليفان، رودي. براون، شارلوت ر. دينجوال، شارلوت؛ باسلي، أرنو؛ شنايدر، كلوديا؛ كونولي، جيمس بي آر؛ بلازا، جيمس ن.؛ Csörgő، بالينت؛ موينيهان، باتريك J .؛ غانيون، ماتيو ج. هيل، كريس ه.؛ ميلنيكوف ، سيرجي ف. (14 فبراير 2024). "عائلة جديدة من عوامل السبات الريبوسوم البكتيري" . طبيعة . 626 (8001): 1125-1132 . بيب كود : 2024Natur.626.1125H . دوى : 10.1038/s41586-024-07041-8 . ISSN 1476-4687 . PMC 10901736. PMID 38355796 .​   
  6. ↑ "أبحاث جامعة يورك تُقدّم فهمًا جديدًا لقدرة الخلايا على البقاء" . جامعة يورك . تاريخ الاسترجاع: 9 يونيو 2024 .
  7. ^ فاتخولين، بولات ف. غابدولخاكوف، عزت ج.؛ يوسوبوف ، مارات م. (يونيو 2022). “هل RsfS عامل إسبات أم عامل تكوين حيوي للريبوسوم؟”. الكيمياء الحيوية. بيوكيميا . 87 (6): 500-510 . دوى : 10.1134 / S0006297922060025 . ISSN 1608-3040 . بميد 35790407 .