Ribosomes are covered by a coat of flexible protein fragments
यह अध्ययन प्रकट करता है कि जीवन के सभी डोमेन में राइबोसोम लचीले प्रोटीन अंशों (एफपीएफ) के एक पूर्व में अनदेखे, कार्यात्मक रूप से महत्वपूर्ण आवरण से युक्त होते हैं जो मानक संरचनात्मक मॉडलों में अदृश्य हैं, जिनकी विशिष्ट संरचना और लंबाई विशिष्ट झिल्ली और संयोजन वातावरण के अनुकूल होने के लिए राइबोसोम वर्ग के अनुसार भिन्न होती है।
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एक राइबोसोम की कल्पना कोशिका के भीतर एक छोटे, उच्च-तकनीकी कारखाने के रूप में करें। दशकों से, वैज्ञानिक शक्तिशाली सूक्ष्मदर्शी (जैसे एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी और क्रायो-ईएम) का उपयोग करके इन कारखानों की स्पष्ट तस्वीरें लेने की कोशिश कर रहे हैं। लेकिन हर बार जब उन्होंने देखा, तो उन्हें एक अजीब समस्या दिखाई दी: कारखाने की बाहरी दीवारें कुछ हिस्सों से गायब लग रही थीं।
"अदृश्य कोट"
ये गायब हिस्से वास्तव में कारखाने की सतह से लटकते हुए लचीले प्रोटीन टेल (पूंछ) हैं। इन टेल्स की कल्पना एक कुत्ते के उन फुर्तीले और ढीले कानों की तरह करें जो सिर हिलाने पर हिलते हैं। क्योंकि ये बहुत अधिक हिलते-डुलते और लहराते हैं, इसलिए राइबोसोम की तस्वीरें लेने वाले कैमरे भ्रमित हो जाते हैं। छवियां इन चलते-फिरते हिस्सों को "औसत" (average out) कर देती हैं, जिससे वे ऐसा दिखने लगते हैं जैसे वे वहां हैं ही नहीं। यह शोध पत्र इन हिलते हुए हिस्सों को "फ्लेक्सिबल प्रोटीन फ्रैगमेंट" (FPFs) कहता है, और यह सुझाव देता है कि वे राइबोसोम के चारों ओर एक अदृश्य, धुंधला कोट बनाते हैं जिसे वैज्ञानिक अब तक मिस करते आ रहे थे।
सबसे अधिक रोएंदार कोट किसका है?
शोधकर्ताओं ने बैक्टीरिया, सामान्य कोशिकाओं (यूकेरियोट्स), और कोशिकाओं के भीतर ऊर्जा पैदा करने वाले पावर प्लांट (माइटोकॉन्ड्रिया) से जुड़े 36 अलग-अलग प्रकार के राइबोसोमों का अध्ययन किया। उन्होंने पाया कि हालांकि सभी राइबोसोमों में यह धुंधला कोट होता है, लेकिन माइटोकॉन्ड्रिया के भीतर वाले राइबोसोमों (मिटोराइबोसोम) में सबसे लंबी और अधिक संख्या में टेल्स होती हैं। यह एक मानक स्वेटर की तुलना एक भारी, बहु-परतीय शीतकालीन कोट से करने जैसा है; माइटोकॉन्ड्रियल संस्करण सबसे अधिक ढका हुआ है।
वे क्यों हिल रहे हैं?
कंप्यूटर भविष्यवाणियों का उपयोग करते हुए, टीम ने पुष्टि की कि ये टेल्स मुख्य रूप से "डिऑर्डर्ड" (विस्कतित) हैं। एक कठोर स्टील की छड़ और पके हुए स्पैगेटी की तुलना करें। राइबोसोम का कोर वह स्टील की छड़ है—ठोस और संरचित। FPFs स्पैगेटी हैं—नरम, ढीले और लगातार आकार बदलते रहने वाले। यह कोई दोष नहीं है; यह एक विशेषता है।
रासायनिक रेसिपी
टीम ने इस पर भी नज़र डाली कि ये ढीले टेल्स किस चीज़ से बने हैं। उन्होंने पाया कि एक बहुत ही विशिष्ट रेसिपी है जो इस आधार पर बदलती है कि राइबोसोम कहाँ रहता है:
- कार्डियोलिपिन कनेक्शन: आर्जिनिन और लाइसिन नामक दो विशिष्ट सामग्रियों का संतुलन उस प्रकार के "ग्रीस" (कार्डियोलिपिन) से मेल खाता है जो उन झिल्लियों (मेम्ब्रेन) में पाया जाता है जिन्हें राइबोसोम छूता है। यह एक चाबी के विशिष्ट ताले में पूरी तरह फिट होने जैसा है; कोट अपने विशिष्ट वातावरण से चिपकने के लिए रासायनिक रूप से ट्यून किया गया है।
- माइटोकॉन्ड्रियल रहस्य: माइटोकॉन्ड्रियल कोट आर्जिनिन से विशेष रूप से समृद्ध हैं। शोध पत्र सुझाव देता है कि ऐसा इसलिए हो सकता है क्योंकि ये राइबोसोम "आरएनए ग्रेन्यूल्स" के भीतर असेंबल होते हैं—जो कोशिका में तैरते हुए आरएनए के अस्थायी, अदृश्य बुलबुलों की तरह हैं। आर्जिनिन राइबोसोम को इस आरएनए-समृद्ध वातावरण के साथ बातचीत करने में मदद करता है।
वे क्या नहीं कर रहे हैं
दिलचस्प बात यह है कि इन कोट्स में एरोमैटिक अवशेषों (aromatic residues) नामक एक विशिष्ट सामग्री की कमी है। प्रोटीन की दुनिया में, इन सामग्रियों का होना चीजों को तरल बूंदों में इकट्ठा होने में मदद करता है (जैसे तेल और पानी का अलग होना)। इस तथ्य के साथ कि राइबोसोम कोट में इनकी कमी है, यह सुझाव मिलता है कि यह तरल द्रव्यमान (liquid blob) बनने या कोशिका के अन्य हिस्सों के साथ विलय करने की कोशिश नहीं कर रहा है।
बड़ी तस्वीर
मुख्य निष्कर्ष यह है कि यह "अदृश्य कोट" केवल यादृच्छिक शोर (random noise) या हमारी तस्वीरों में एक गलती नहीं है। यह एक अत्यधिक कार्यात्मक, अंतर्निहित हिस्सा है जो प्रत्येक राइबोसोम में मौजूद है। सिर्फ इसलिए कि यह एक स्नैपशॉट में देखने के लिए बहुत अधिक हिलता-डुलता है, इसका मतलब यह नहीं है कि यह महत्वपूर्ण काम नहीं कर रहा है, बल्कि यह राइबोसोम कारखाने और शेष कोशिका के बीच एक विशेष इंटरफेस के रूप में कार्य करता है।
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