Nature.comን ስለጎበኙ እናመሰግናለን። የሚጠቀሙበት የአሳሽ ስሪት የተወሰነ የCSS ድጋፍ አለው። ለተሻለ ተሞክሮ፣ የዘመነ አሳሽ እንዲጠቀሙ እንመክራለን (ወይም በኢንተርኔት ኤክስፕሎረር ውስጥ የተኳኋኝነት ሁነታን እንዲያሰናክሉ)። ይህ በእንዲህ እንዳለ፣ ቀጣይነት ያለው ድጋፍ ለማረጋገጥ፣ ጣቢያውን ያለ ቅጦች እና ጃቫስክሪፕት እናቀርባለን።
የማይክሮባላዊ ጥገኛ ተህዋሲያን ዝግመተ ለውጥ በተፈጥሮ ምርጫ መካከል ያለውን ተቃውሞ እና ጥገኛ ተህዋሲያን ጂኖችን እንዲያጡ እና ጎጂ ሚውቴሽኖችን እንዲያከማቹ የሚያደርገውን የጄኔቲክ መንሸራተትን ያካትታል። እዚህ ላይ፣ ይህ ተቃውሞ በአንድ ማክሮሞለኪውል ሚዛን ላይ እንዴት እንደሚከሰት ለመረዳት፣ በተፈጥሮ ውስጥ ካሉት ትናንሽ ጂኖሞች አንዱ የሆነውን የኢኩሪዮቲክ ኦርጋኒክ የሆነውን የኢንሴፋሊቶዞን ኩኒኩሊ ራይቦዞም ክሪዮ-ኢኤም አወቃቀር እንገልፃለን። በኢ. ኩኒኩሊ ራይቦዞሞች ውስጥ የrRNA ከፍተኛ ቅነሳ እንደ ቀደም ሲል ያልታወቁ የተዋሃዱ የrRNA ማያያዣዎች ዝግመተ ለውጥ እና ያለ እብጠት rRNA ዝግመተ ለውጥ ባሉ ታይቶ የማይታወቅ መዋቅራዊ ለውጦች አብሮ ይመጣል። በተጨማሪም፣ የኢ. ኩኒኩሊ ራይቦዞም የተበላሹ የrRNA ቁርጥራጮችን እና ፕሮቲኖችን እንደ መዋቅራዊ አስመስሎ የመጠቀም ችሎታን በማዳበር የrRNA ቁርጥራጮችን እና ፕሮቲኖችን መጥፋት ተቋቁሟል። በአጠቃላይ፣ ለረጅም ጊዜ እንደሚቀነሱ፣ እንደሚበላሹ እና ለአካል ጉዳተኛ ሚውቴሽኖች ተገዢ እንደሆኑ የሚታሰቡ ሞለኪውላዊ መዋቅሮች ከፍተኛ ሞለኪውላዊ መኮማተር ቢኖርም ንቁ እንዲሆኑ የሚያደርጉ በርካታ የማካካሻ ዘዴዎች እንዳሏቸው እናሳያለን።
አብዛኛዎቹ የማይክሮባላዊ ጥገኛ ተህዋሲያን ቡድኖች አስተናጋጆቻቸውን ለመበዝበዝ ልዩ የሆኑ ሞለኪውላዊ መሳሪያዎች ስላሏቸው፣ ብዙውን ጊዜ ለተለያዩ የጥገኛ ተህዋሲያን ቡድኖች የተለያዩ የሕክምና ዘዴዎችን ማዘጋጀት አለብን1,2። ሆኖም፣ አዳዲስ ማስረጃዎች እንደሚያሳዩት የጥገኛ ተህዋሲያን ዝግመተ ለውጥ አንዳንድ ገጽታዎች እርስ በእርስ የሚጣጣሙ እና በአብዛኛው ሊተነበዩ የሚችሉ ናቸው፣ ይህም በማይክሮባላዊ ጥገኛ ተህዋሲያን ውስጥ ሰፋ ያለ የሕክምና ጣልቃገብነቶችን ለማድረግ የሚያስችል መሠረት እንዳለ ያሳያል።3,4,5,6,7,8,9
ቀደም ሲል የተደረጉ ጥናቶች የጂኖም ቅነሳ ወይም የጂኖም መበስበስ10,11,12,13 በሚባሉት የማይክሮባላዊ ጥገኛ ተህዋሲያን ውስጥ የተለመደ የዝግመተ ለውጥ አዝማሚያ ለይተዋል። የአሁኑ ጥናቶች እንደሚያሳዩት ረቂቅ ተህዋሲያን ነፃ የአኗኗር ዘይቤያቸውን ትተው በሴሉላር ጥገኛ ተህዋሲያን (ወይም ኢንዶሲምቢዮንቶች) ሲሆኑ፣ ጂኖቻቸው በሚሊዮን የሚቆጠሩ ዓመታት ውስጥ ቀርፋፋ ግን አስደናቂ ሜታሞርፎሶችን ያካሂዳሉ9,11። የጂኖም መበስበስ በመባል በሚታወቀው ሂደት፣ የማይክሮባላዊ ጥገኛ ተህዋሲያን ቀደም ሲል አስፈላጊ የሆኑ ብዙ ጂኖችን ወደ ፕሴዱጂኖች የሚቀይሩ ጎጂ ሚውቴሽኖችን ያከማቻሉ፣ ይህም ቀስ በቀስ የጂን መጥፋት እና የሚውቴሽን ውድቀት14,15 ያስከትላል። ይህ ውድቀት ከቅርበት ከተዛመዱ ነጻ ህይወት ያላቸው ዝርያዎች ጋር ሲነጻጸር እስከ 95% የሚደርሱ ጥንታዊ በሆኑት ሴሉላር ፍጥረታት ውስጥ ያሉትን ጂኖች ሊያጠፋ ይችላል። ስለዚህ፣ የሴሉላር ጥገኛ ተህዋሲያን ዝግመተ ለውጥ በሁለት ተቃራኒ ኃይሎች መካከል የሚደረግ የጦርነት መጎተት ነው፡ የዳርዊኒያን ተፈጥሯዊ ምርጫ፣ ይህም ወደ ጥገኛ ተህዋሲያን መሻሻል እና የጂኖም ውድቀት፣ ጥገኛ ተህዋሲያንን ወደ መጥፋት ይጥላል። ፓራሳይቱ ከዚህ የጦርነት መጎተት ወጥቶ የሞለኪውላዊ መዋቅሩን እንቅስቃሴ እንዴት ማቆየት እንደቻለ ግልጽ አይደለም።
የጂኖም መበስበስ ዘዴ ሙሉ በሙሉ ባይታወቅም፣ በአብዛኛው የሚከሰተው በተደጋጋሚ የጄኔቲክ መንሸራተት ምክንያት ይመስላል። ጥገኛ ተህዋሲያን በትንሽ፣ ጾታዊ ባልሆነ እና በጄኔቲክ ውስን በሆኑ ህዝቦች ውስጥ ስለሚኖሩ፣ አንዳንድ ጊዜ በዲኤንኤ መባዛት ወቅት የሚከሰቱ ጎጂ ሚውቴሽኖችን በብቃት ማስወገድ አይችሉም። ይህም የማይቀለበስ ጎጂ ሚውቴሽኖችን ክምችት እና የፓራሳይት ጂኖም መቀነስን ያስከትላል። በዚህም ምክንያት፣ ፓራሳይቱ በሴሉላር አካባቢ ውስጥ ለመትረፍ አስፈላጊ ያልሆኑትን ጂኖች ከማጣቱ በተጨማሪ። እነዚህ ሚውቴሽኖች በጂኖም ውስጥ በጣም አስፈላጊ የሆኑትን ጂኖቻቸውን ጨምሮ እንዲከማቹ የሚያደርጉት አልፎ አልፎ የሚጠፉ ጎጂ ሚውቴሽኖችን በብቃት ማስወገድ አለመቻላቸው ነው።
የጂኖም ቅነሳን በተመለከተ ያለን ግንዛቤ አብዛኛው የተመሰረተው በጂኖም ቅደም ተከተሎች ንጽጽር ላይ ብቻ ሲሆን፣ የቤት አያያዝ ተግባራትን የሚያከናውኑ እና እንደ የመድኃኒት ኢላማዎች ሆነው የሚያገለግሉ ትክክለኛ ሞለኪውሎች ላይ ለሚደረጉ ለውጦች ብዙም ትኩረት አይሰጥም። የንጽጽር ጥናቶች እንደሚያሳዩት የአደገኛ ሴል ማይክሮባላዊ ሚውቴሽን ሸክም ፕሮቲኖችን እና ኑክሊክ አሲዶችን ወደ ጥፋት እና ወደ ውህድ የሚያጋልጥ ይመስላል፣ ይህም የበለጠ ጥገኛ እና ለሙቀት ከፍተኛ ስሜታዊ ያደርጋቸዋል19,20,21,22,23። በተጨማሪም፣ የተለያዩ ጥገኛ ተህዋሲያን - አንዳንድ ጊዜ እስከ 2.5 ቢሊዮን ዓመታት የሚለያዩ ገለልተኛ ዝግመተ ለውጥ - በፕሮቲን ውህደት5,6 እና የዲኤንኤ ጥገና ዘዴዎች24 ውስጥ ተመሳሳይ የጥራት ቁጥጥር ማዕከላትን ማጣት አጋጥሟቸዋል። ሆኖም፣ የሴል አኗኗር በሌሎች የሴል ማክሮሞለኪውሎች ባህሪያት ላይ ስላለው ተጽእኖ ብዙም የሚታወቅ ነገር የለም፣ ይህም እየጨመረ ለሚሄደው የአደገኛ ሚውቴሽን ሸክም ሞለኪውላዊ መላመድን ጨምሮ።
በዚህ ሥራ ውስጥ፣ የሴሉላር ማይክሮባሎች ፕሮቲኖችን እና ኒውክሊክ አሲዶችን ዝግመተ ለውጥ በተሻለ ሁኔታ ለመረዳት፣ የሴሉላር ፓራሳይት ኢንሴፋሊቶዞን ኩኒኩሊ ራይቦዞሞችን አወቃቀር ወስነናል። ኢ. ኩኒኩሊ ያልተለመደ ትናንሽ ዩካርዮቲክ ጂኖሞች ያሏቸው የጥገኛ ማይክሮስፖሪዲያ ቡድን አባል የሆነ የፈንገስ መሰል ኦርጋኒክ ሲሆን በዚህም ምክንያት የጂኖም መበስበስን ለማጥናት እንደ ሞዴል ህዋሳት ጥቅም ላይ ይውላሉ25,26,27,28,29,30። በቅርቡ፣ የክሪዮ-ኤም ራይቦዞም መዋቅር ማይክሮስፖሪዲያ፣ ፓራኖሴማ ሎውቻ እና ቫይሪሞርፋ ኔካትሪክስ31,32 (~3.2 Mb ጂኖም) በመጠኑ ለተቀነሰ ጂኖም ተወስኗል። እነዚህ መዋቅሮች አንዳንድ የrRNA ማጉላት መጥፋት በአጎራባች የራይቦዞም ፕሮቲኖች መካከል አዳዲስ ግንኙነቶችን በመፍጠር ወይም አዳዲስ msL131,32 ራይቦዞም ፕሮቲኖችን በመግዛት እንደሚካስ ይጠቁማሉ። ዝርያዎች ኤንሴፋሊቶዞን (ጂኖም ~ 2.5 ሚሊዮን ቢፒ) ከቅርብ ዘመድ ኦርዶስፖራዎቻቸው ጋር በመሆን በዩካርዮትስ ውስጥ የጂኖም ቅነሳን የመጨረሻ ደረጃ ያሳያሉ - ከ2000 ያነሱ የፕሮቲን ኮድ ጂኖች አሏቸው፣ እና ራይቦዞሞቻቸው የrRNA መስፋፋት ቁርጥራጮች የሌሉ ብቻ ሳይሆኑ (የዩካርዮቲክ ራይቦዞሞችን ከባክቴሪያ ራይቦዞሞች የሚለዩ የrRNA ቁርጥራጮች) በE. cuniculi genome26,27,28 ውስጥ ተመሳሳይነት ስለሌላቸው አራት የራይቦዞም ፕሮቲኖች አሏቸው። ስለዚህ፣ የኢ. cuniculi ራይቦዞም ከጂኖም መበስበስ ጋር በተያያዘ ቀደም ሲል ያልታወቁ ስልቶችን ሊያሳይ እንደሚችል ደምድመናል።
የእኛ የክሪዮ-ኢኤም አወቃቀር ተለይቶ ሊታወቅ የሚገባውን ትንሹን የዩካርዮቲክ ሳይቶፕላዝም ራይቦዞም ይወክላል እና የጂኖም ቅነሳ የመጨረሻው ደረጃ ከሴል ጋር የተዋሃደውን የሞለኪውላር ማሽነሪዎች አወቃቀር፣ ስብስብ እና ዝግመተ ለውጥ እንዴት እንደሚነካ ግንዛቤ ይሰጣል። ኢ. ኩኒኩሊ ራይቦዞም በስፋት የተጠበቁትን የRNA ማጠፍ እና የራይቦዞም ስብስብ መርሆዎችን እንደሚጥስ እና አዲስ፣ ቀደም ሲል ያልታወቀ የራይቦዞም ፕሮቲን እንዳገኘ ደርሰንበታል። ባልተጠበቀ ሁኔታ፣ ማይክሮስፖሪዲያ ራይቦዞሞች ትናንሽ ሞለኪውሎችን የማሰር ችሎታን እንዳዳበሩ እና በ rRNA እና በፕሮቲኖች ውስጥ ያሉ መቆራረጥ በመጨረሻ በሪቦዞም ላይ ጠቃሚ ባህሪያትን ሊሰጡ የሚችሉ የዝግመተ ለውጥ ፈጠራዎችን እንደሚቀሰቅሱ እናሳያለን።
በሴሉላር ህዋሳት ውስጥ የፕሮቲን እና የኒውክሊክ አሲዶች ዝግመተ ለውጥን በተመለከተ ያለንን ግንዛቤ ለማሻሻል፣ ራይቦዞሞቻቸውን ለማጽዳት እና የእነዚህን ራይቦዞሞች አወቃቀር ለመወሰን የኢ. ኩኒኩሊ ስፖሮችን ከተበከሉ አጥቢ እንስሳት ሴሎች ባህሎች ለመለየት ወስነናል። ማይክሮስፖሪዲያ በንጥረ ነገር መካከለኛ ውስጥ ሊበቅል ስለማይችል ብዙ ቁጥር ያላቸው ጥገኛ ማይክሮስፖሪዲያዎችን ማግኘት አስቸጋሪ ነው። በምትኩ፣ ያድጋሉ እና ይባዛሉ በአስተናጋጅ ሴል ውስጥ ብቻ። ስለዚህ፣ ለራይቦዞም ማጽዳት የኢ. ኩኒኩሊ ባዮማስ ለማግኘት፣ አጥቢ የኩላሊት ሴል መስመር RK13ን በኢ. ኩኒኩሊ ስፖሮች በበሽታ ተበክለናል እና ኢ. ኩኒኩሊ እንዲያድግ እና እንዲባዛ ለብዙ ሳምንታት እነዚህን የተበከሉ ሴሎች አዘጋጀን። ግማሽ ካሬ ሜትር አካባቢ የሆነ የተበከለ ሴል ሞኖላይየር በመጠቀም፣ ወደ 300 ሚ.ግ. የሚጠጉ የማይክሮስፖሪዲያ ስፖሮችን ማጽዳት እና ራይቦዞሞችን ለመለየት ተጠቀምንባቸው። ከዚያም የተነጹትን ስፖሮች በመስታወት ዶቃዎች አበላሽተን ጥሬ ራይቦዞሞችን በደረጃ አቅጣጫ ፖሊ polyethylene glycol fractionation በመጠቀም ለይተናል። ይህም ለመዋቅራዊ ትንተና በግምት 300 µg ጥሬ ኢ. ኩኒኩሊ ራይቦዞሞችን እንድናገኝ አስችሎናል።
ከዚያም የተገኙትን የራይቦዞም ናሙናዎች በመጠቀም የክሪዮ-ኢኤም ምስሎችን ሰብስበን እነዚህን ምስሎች ከትልቁ የራይቦዞም ንዑስ ክፍል፣ ከትንሽ ንዑስ ክፍል ራስ እና ከትንሽ ንዑስ ክፍል ጋር የሚዛመዱ ጭምብሎችን በመጠቀም አስኬድናቸው። በዚህ ሂደት ውስጥ፣ ወደ 108,000 የሚጠጉ የራይቦዞም ቅንጣቶችን እና 2.7 Å ጥራት ያላቸውን የተሰላ የክሪዮ-ኢኤም ምስሎችን ሰብስበናል (ተጨማሪ ምስሎች 1-3)። ከዚያም ከኢ. ኩኒኩሊ ራይቦዞሞች ጋር የተያያዘውን የrRNA፣ የራይቦዞም ፕሮቲን እና የእንቅልፍ ፋክተር Mdf1 ሞዴል ለማድረግ የክሪዮኢኤም ምስሎችን ተጠቅመናል (ምስል 1a፣ ለ)።
የኢ. ኩኒኩሊ ሪቦሶም ከሂበርኔሽን ፋክተር Mdf1 (pdb id 7QEP) ጋር ውስብስብ በሆነ መልኩ አወቃቀር። ለ ከኢ. ኩኒኩሊ ሪቦሶም ጋር የተያያዘው የሂበርኔሽን ፋክተር Mdf1 ካርታ። c በማይክሮስፖሪዲያን ዝርያዎች ውስጥ የተገኘውን rRNA ከታወቁ የራይቦሶም መዋቅሮች ጋር የሚያወዳድር ሁለተኛ ደረጃ መዋቅር ካርታ። ፓነሎቹ የተሻሻሉ የrRNA ቁርጥራጮች (ES) እና የራይቦሶም አክቲቭ ጣቢያዎችን ቦታ ያሳያሉ፣ ይህም የመግለጫ ቦታውን (DC)፣ የሳርሲኒሲን ሉፕ (SRL) እና የፔፕቲዲል ትራንስፌሬዝ ማዕከልን (PTC) ያካትታል። d ከኢ. ኩኒኩሊ ሪቦሶም የፔፕቲዲል ትራንስፌሬዝ ማዕከል ጋር የሚዛመደው የኤሌክትሮን ጥግግት ይህ ካታሊቲክ ጣቢያ በኢ. ኩኒኩሊ ፓራሳይት እና በአስተናጋጆቹ ውስጥ ተመሳሳይ መዋቅር እንዳለው ይጠቁማል፣ ይህም ኤች. ሳፒየንስን ጨምሮ። e, f የዴኮዲንግ ማዕከሉ (e) ተጓዳኝ የኤሌክትሮን ጥግግት እና የዲኮዲንግ ማዕከሉ (f) ንድፍ አወቃቀር ኢ. ኩኒኩሊ በሌሎች በርካታ ኢዩካርዮቶች ውስጥ ከA1491 (E. coli numbering) ይልቅ ቅሪቶች U1491 እንዳለው ያመለክታሉ። ይህ ለውጥ ኢ. ኩኒኩሊ ይህንን ንቁ ቦታ ላይ ለሚያነጣጥሩ አንቲባዮቲኮች ስሜታዊ ሊሆን እንደሚችል ይጠቁማል።
ቀደም ሲል ከተቋቋሙት የቪ. ኔካትሪክስ እና የፒ. ሎውቻ ራይቦዞሞች አወቃቀሮች በተቃራኒ (ሁለቱም አወቃቀሮች ተመሳሳይ የማይክሮስፖሪዲያ ቤተሰብ ኖሴማቲዳኢን የሚወክሉ እና እርስ በእርሳቸው በጣም ተመሳሳይ ናቸው)፣ 31,32 ኢ. ኩኒኩሊ ራይቦዞሞች በርካታ የrRNA እና የፕሮቲን መከፋፈል ሂደቶችን ያካሂዳሉ። ተጨማሪ ዲናቱሬሽን (ተጨማሪ ምስሎች 4-6)። በrRNA ውስጥ፣ በጣም አስደናቂ ለውጦች የተጨመረው 25S rRNA ክፍልፋይ ES12L ሙሉ በሙሉ መጥፋት እና የh39፣ h41 እና H18 ሄሊክስ ከፊል መበላሸት ያካትታሉ (ምስል 1c፣ ተጨማሪ ምስል 4)። ከራይቦሶማል ፕሮቲኖች መካከል፣ በጣም አስደናቂ ለውጦች የeS30 ፕሮቲን ሙሉ በሙሉ መጥፋት እና የeL8፣ eL13፣ eL18፣ eL22፣ eL29፣ eL40፣ uS3፣ uS9፣ uS14፣ uS17 እና eS7 ፕሮቲኖችን ማሳጠርን ያካትታሉ (ተጨማሪ ምስሎች 4፣ 5)።
ስለዚህ፣ የኢንሴፋሎቶዞን/ኦርዶስፖራ ዝርያዎች ጂኖሞች እጅግ በጣም መቀነስ በራይቦዞም አወቃቀራቸው ውስጥ ይንጸባረቃል፡ ኢ. ኩኒኩሊ ራይቦዞሞች በመዋቅራዊ ባህሪ ተገዢ በሆኑ የዩካርዮቲክ ሳይቶፕላዝሚክ ራይቦዞሞች ውስጥ እጅግ በጣም አስደናቂ የሆነ የፕሮቲን ይዘት መጥፋት ያጋጥማቸዋል፣ እና በዩካርዮቶች ውስጥ ብቻ ሳይሆን በሦስቱ የሕይወት ዘርፎችም በስፋት የተጠበቁ እነዚያ rRNA እና የፕሮቲን ቁርጥራጮች እንኳን የላቸውም። የኢ. ኩኒኩሊ ራይቦዞም አወቃቀር ለእነዚህ ለውጦች የመጀመሪያውን ሞለኪውላዊ ሞዴል ይሰጣል እና በሁለቱም በንፅፅር ጂኖሚክስ እና በሴሉላር ባዮሞለኪውላር መዋቅር ጥናቶች ችላ የተባሉ የዝግመተ ለውጥ ክስተቶችን ያሳያል (ተጨማሪ ምስል 7)። ከዚህ በታች፣ እያንዳንዱን እነዚህን ክስተቶች ከዕድገት አመጣጥ እና በራይቦዞም ተግባር ላይ ያላቸውን እምቅ ተጽዕኖ እንገልፃለን።
ከዚያም ከትላልቅ የrRNA ቁርጥራጮች በተጨማሪ የኢ. ኩኒኩሊ ራይቦዞሞች በአንዱ ንቁ ቦታቸው ላይ የrRNA ልዩነቶች እንዳሏቸው ደርሰንበታል። የኢ. ኩኒኩሊ ራይቦዞም የፔፕቲዲል ትራንስፌሬዝ ማዕከል ከሌሎች የዩካርዮቲክ ራይቦዞሞች ጋር ተመሳሳይ መዋቅር ቢኖረውም (ምስል 1መ)፣ የመፍቻ ማዕከሉ በኑክሊዮታይድ 1491 ላይ ባለው የቅደም ተከተል ልዩነት ምክንያት ይለያያል (ኢ. ኮላይ ቁጥር፣ ምስል 1e፣ ረ)። ይህ ምልከታ አስፈላጊ ነው ምክንያቱም የኢዩካርዮቲክ ራይቦዞሞች የመፍቻ ቦታ በተለምዶ ከባክቴሪያ ዓይነት ቅሪቶች A1408 እና G1491 ጋር ሲነጻጸር G1408 እና A1491 ቅሪቶችን ይይዛል። ይህ ልዩነት የባክቴሪያ እና የኢዩካርዮቲክ ራይቦዞሞች ለአሚኖግሊኮሲድ ቤተሰብ የሪቦሶማል አንቲባዮቲኮች እና የመፍቻ ቦታውን የሚያነጣጥሩ ሌሎች ትናንሽ ሞለኪውሎች ያላቸውን ልዩነት ያሳያል። በኢ. ኩኒኩሊ ራይቦዞም የመፍቻ ቦታ ላይ፣ ቅሪት A1491 በU1491 ተተክቷል፣ ይህም ይህንን ንቁ ቦታ ላይ ለሚያነጣጥሩ ትናንሽ ሞለኪውሎች ልዩ የሆነ የማሰሪያ በይነገጽ ሊፈጥር ይችላል። ተመሳሳይ የA14901 ልዩነት እንደ P. locuschae እና V. necatrix ባሉ ሌሎች ማይክሮስፖሪዲያዎች ውስጥም ይገኛል፣ ይህም በማይክሮስፖሪዲያ ዝርያዎች መካከል በስፋት እንደሚሰራጭ ይጠቁማል (ምስል 1f)።
የእኛ የኢ. ኩኒኩሊ ራይቦሶም ናሙናዎች ከሜታቦሊዝም እንቅስቃሴ-አልባ ስፖሮች ተለይተው ስለነበሩ፣ ቀደም ሲል በጭንቀት ወይም በረሃብ ሁኔታዎች ውስጥ ለተገለጸው የራይቦሶም ትስስር የኢ. ኩኒኩሊ የክሪዮ-ኢኤም ካርታ ሞክረናል። የእረፍት ጊዜ ምክንያቶች 31,32,36,37, 38። ቀደም ሲል የተቋቋመውን የእረፍት ጊዜ ራይቦሶም መዋቅር ከኢ. ኩኒኩሊ ራይቦሶም ክሪዮ-ኢኤም ካርታ ጋር አዛምደናል። ለመትከያ፣ የኤስ. ሴሬቪሲያe ራይቦዞሞች ከእረፍት ጊዜ ፋክተር Stm138 ጋር ውስብስብ፣ የሎስሶ232 ፋክተር ጋር ውስብስብ እና የቪ. ኔካትሪክስ ራይቦዞሞች ከኤምዲኤፍ1 እና ኤምዲኤፍ231 ፋክተሮች ጋር ውስብስብ ሆነው ጥቅም ላይ ውለዋል። በተመሳሳይ ጊዜ፣ የክረዮ-ኢኤም ጥግግት ከቀሪው ፋክተር Mdf1 ጋር የሚዛመድ አግኝተናል። ልክ እንደ Mdf1 ከ V. necatrix ribosome ጋር እንደሚጣበቅ ሁሉ፣ Mdf1 ከ E. cuniculi ribosome ጋር ይያያዛል፣ እዚያም የራይቦዞሙን የ E ቦታ ያግዳል፣ ይህም የፓራሳይት ስፖሮች ሰውነት ሲነቃቁ ሜታቦሊዝምን በብቃት ሲያጡ ራይቦዞሞች እንዲገኙ ይረዳል (ምስል 2)።
ኤምዲኤፍ1 የራይቦዞሙን የኢ ቦታ ያግዳል፣ ይህም የፓራሳይት ስፖሮች ሜታቦሊዝምን ሲያንቀሳቅሱ የራይቦዞሙን እንቅስቃሴ ለማገድ ይረዳል። በኢ. ኩኒኩሊ ሪቦሶም አወቃቀር ውስጥ፣ ኤምዲኤፍ1 ከL1 ራይቦዞም ግንድ ጋር ቀደም ሲል ያልታወቀ ግንኙነት እንደሚፈጥር ደርሰንበታል፣ ይህም በፕሮቲን ውህደት ወቅት ከራይቦዞም ዲሳይላይትድ ቲአርኤንኤ እንዲለቀቅ የሚያመቻች የራይቦዞም ክፍል ነው። እነዚህ ግንኙነቶች ኤምዲኤፍ1 ከራይቦዞሙ ጋር ተመሳሳይ ዘዴን በመጠቀም እንደሚለያይ ይጠቁማሉ፣ ይህም ራይቦዞም ኤምዲኤፍ1ን እንዴት እንደሚያስወግድ የፕሮቲን ውህደትን እንደገና ለማነቃቃት እንዴት ሊሆን እንደሚችል ማብራሪያ ይሰጣል።
ይሁን እንጂ፣ መዋቅራችን በMdf1 እና በL1 ራይቦሶም እግር መካከል ያልታወቀ ግንኙነት አሳይቷል (የራይቦሶም ክፍል በፕሮቲን ውህደት ወቅት ዲሳይላይትድ ቲአርኤንኤ ከራይቦሶም እንዲለቀቅ የሚረዳው)። በተለይም፣ Mdf1 ከዲሳይላይትድ ቲአርኤንኤ ሞለኪውል የክርን ክፍል ጋር ተመሳሳይ ግንኙነቶችን ይጠቀማል (ምስል 2)። ይህ ቀደም ሲል ያልታወቀ የሞለኪውላር ሞዴሊንግ እንደሚያሳየው Mdf1 ከሪቦሶም የሚለየው ከዲአሲላይትድ ቲአርኤንኤ ጋር ተመሳሳይ ዘዴን በመጠቀም ሲሆን ይህም ራይቦሶም የፕሮቲን ውህደትን እንደገና ለማነቃቃት ይህንን የእንቅልፍ ፋክተር እንዴት እንደሚያስወግድ ያብራራል።
የrRNA ሞዴልን ስንገነባ፣ የኢ. ኩኒኩሊ ራይቦዞም ባልተለመደ ሁኔታ የታጠፉ የrRNA ቁርጥራጮች እንዳሉት አግኝተናል፣ እነሱም የተዋሃዱ rRNA ብለን እንጠራቸዋለን (ምስል 3)። በሦስቱ የሕይወት ዘርፎች ውስጥ በሚገኙ ራይቦዞሞች ውስጥ፣ rRNA አብዛኛዎቹ የrRNA መሠረቶች ቤዝ ጥንድ ሆነው እርስ በእርስ የሚጣመሩበት ወይም ከራይቦዞም ፕሮቲኖች ጋር የሚገናኙበት መዋቅሮች ውስጥ ይታጠፋል። ሆኖም፣ በኢ. ኩኒኩሊ ራይቦዞሞች ውስጥ፣ rRNAዎች አንዳንድ ሄሊሶቻቸውን ወደ ያልተከፈቱ የrRNA ክልሎች በመቀየር ይህንን የማጠፍ መርህ የሚጥሱ ይመስላሉ።
በኤስ. ሴሬቪሲያ፣ ቪ. ኔካትሪክስ እና ኢ. ኩኒኩሊ ውስጥ የH18 25S rRNA ሄሊክስ አወቃቀር። በተለምዶ፣ በሦስቱ የሕይወት ዘርፎች ላይ በሚገኙ ራይቦዞሞች ውስጥ፣ ይህ አገናኝ ከ24 እስከ 34 ቅሪቶችን የያዘ የአር ኤን ኤ ሄሊክስ ውስጥ ይጠመጠማል። በአንፃሩ በማይክሮስፖሪዲያ፣ ይህ አር ኤን ኤ አገናኝ ቀስ በቀስ ወደ ሁለት ነጠላ-ክር ያላቸው የዩሪዲን-የበለጸጉ ማያያዣዎች ይቀንሳል። አብዛኛዎቹ እነዚህ ቅሪቶች ለመሟሟት የተጋለጡ ናቸው። ምስሉ እንደሚያሳየው የፓራሳይቲክ ማይክሮስፖሪዲያ የrRNA ማጠፍ አጠቃላይ መርሆዎችን የሚጥስ ይመስላል፣ የrRNA መሠረቶች ብዙውን ጊዜ ከሌሎች መሠረቶች ጋር የተጣመሩ ወይም በrRNA-ፕሮቲን መስተጋብር ውስጥ የሚሳተፉበት። በማይክሮስፖሪዲያ፣ አንዳንድ የrRNA ቁርጥራጮች መጥፎ እጥፋት ይወስዳሉ፣ በዚህ ውስጥ የቀድሞው rRNA ሄሊክስ ቀጥ ባለ መስመር ውስጥ ማለት ይቻላል የተዘረጋ ነጠላ-ክር ቁራጭ ይሆናል። የእነዚህ ያልተለመዱ ክልሎች መኖር ማይክሮስፖሪዲያ አር ኤን ኤ አነስተኛ ቁጥር ያላቸውን የRNA መሠረቶችን በመጠቀም የሩቅ የrRNA ቁርጥራጮችን እንዲያስር ያስችለዋል።
የዚህ የዝግመተ ለውጥ ሽግግር በጣም አስደናቂ ምሳሌ በH18 25S rRNA Helix ውስጥ ይታያል (ምስል 3)። ከኢ. ኮላይ ወደ ሰዎች ዝርያዎች ውስጥ፣ የዚህ rRNA Helix መሠረቶች 24-32 ኑክሊዮታይዶችን ይይዛሉ፣ ይህም ትንሽ መደበኛ ያልሆነ ሄሊክስ ይፈጥራል። ቀደም ሲል ከቪ. ኔካትሪክስ እና ፒ. ሎውቻ፣31,32 በተለዩ የራይቦዞም መዋቅሮች ውስጥ የH18 ሄሊክስ መሠረቶች በከፊል ያልተጠለፉ ናቸው፣ ነገር ግን የኑክሊዮታይድ ቤዝ ማጣመር ተጠብቆ ይገኛል። ሆኖም፣ በE. cuniculi ውስጥ ይህ rRNA ቁራጭ አጫጭር ማያያዣዎች 228UUUGU232 እና 301UUUUUUUU307 ይሆናል። ከተለመደው የrRNA ቁርጥራጮች በተለየ፣ እነዚህ በዩሪዲን የበለጸጉ ማያያዣዎች ከራይቦዞም ፕሮቲኖች ጋር አይጠምዱም ወይም ሰፊ ግንኙነት አያደርጉም። በምትኩ፣ የrRNA ክሮች ቀጥ ብለው የሚዘረጉበትን የሟሟ-ክፍት እና ሙሉ በሙሉ የተዘረጉ መዋቅሮችን ይቀበላሉ። ይህ የተዘረጋ ቅርጽ ኢ. ኩኒኩሊ በH16 እና H18 rRNA helices መካከል ያለውን የ33 Å ክፍተት ለመሙላት 12 የRNA መሰረቶችን ብቻ እንዴት እንደሚጠቀም ያብራራል፣ ሌሎች ዝርያዎች ደግሞ ክፍተቱን ለመሙላት ቢያንስ ሁለት እጥፍ የrRNA መሰረቶችን ይፈልጋሉ።
ስለዚህ፣ በኃይል በማይመች ሁኔታ በማጠፍ፣ ጥገኛ ማይክሮስፖሪዲያዎች በሦስቱ የሕይወት ዘርፎች ውስጥ በስፋት ተጠብቀው የቀሩትን የrRNA ክፍሎች እንኳን ለማዋሃድ ስትራቴጂ እንዳዘጋጁ ማሳየት እንችላለን። በግልጽ ለማየት እንደሚቻለው፣ የrRNA ሄሊስን ወደ አጭር ፖሊ-ዩ ማያያዣዎች የሚቀይሩ ሚውቴሽኖችን በማከማቸት፣ ኢ. ኩኒኩሊ በተቻለ መጠን ጥቂት ኑክሊዮታይዶችን የያዙ ያልተለመዱ የrRNA ቁርጥራጮችን መፍጠር ይችላል ይህም የሩቅ rRNA ቁርጥራጮችን ለመገጣጠም። ይህ ማይክሮስፖሪዲያ መዋቅራዊ እና ተግባራዊ አቋማቸውን ሳያጡ በመሠረታዊ ሞለኪውላዊ አወቃቀራቸው ላይ አስገራሚ ቅነሳ እንዴት እንዳሳደረ ለማብራራት ይረዳል።
ሌላው ያልተለመደ የኢ. ኩኒኩሊ rRNA ባህሪ ውፍረት የሌለው የrRNA ገጽታ ነው (ምስል 4)። ቡልጅስ በውስጡ ከመደበቅ ይልቅ ከRNA ሄሊክስ የሚወጡ የመሠረት ጥንዶች የሌላቸው ኑክሊዮታይዶች ናቸው። አብዛኛዎቹ የrRNA ፕሮቱሲዮኖች እንደ ሞለኪውላዊ ማጣበቂያዎች ሆነው ያገለግላሉ፣ ይህም ተያያዥ የራይቦሶም ፕሮቲኖችን ወይም ሌሎች የrRNA ቁርጥራጮችን ለማሰር ይረዳል። አንዳንድ ቡልጎች እንደ ማጠፊያዎች ሆነው ያገለግላሉ፣ ይህም የrRNA ሄሊክስ ለምርታማ የፕሮቲን ውህደት በተመቻቸ ሁኔታ እንዲወዛወዝ እና እንዲታጠፍ ያስችለዋል 41።
a የ an rRNA ፕሮቱዥን (S. cerevisiae numbering) ከ E. cuniculi ribosome መዋቅር ውስጥ የለም፣ ነገር ግን በአብዛኛዎቹ ሌሎች eukaryotes b E. coli፣ S. cerevisiae፣ H. sapiens እና E. cuniculi internal ribosomes ውስጥ ይገኛል። ጥገኛ ተህዋሲያን ብዙዎቹ ጥንታዊ፣ በከፍተኛ ሁኔታ የተጠበቁ የ rRNA እብጠቶች የላቸውም። እነዚህ ውፍረትዎች የራይቦዞም መዋቅርን ያረጋጋሉ፤ ስለዚህ በማይክሮስፖሪዲያ ውስጥ አለመኖራቸው በማይክሮስፖሪዲያ ጥገኛ ተህዋሲያን ውስጥ የ rRNA እጥፉን መቀነስ ያሳያል። ከ P ግንዶች (በባክቴሪያ ውስጥ L7/L12 ግንዶች) ጋር ማነፃፀር የ rRNA እብጠቶች መጥፋት አንዳንድ ጊዜ ከጠፉት እብጠቶች አጠገብ ካሉ አዳዲስ እብጠቶች መታየት ጋር ይጣጣማል። በ 23S/28S rRNA ውስጥ ያለው H42 Helix በሦስት የሕይወት ዘርፎች ጥበቃ ምክንያት ቢያንስ 3.5 ቢሊዮን ዓመታት ዕድሜ እንዳለው ይገመታል። በማይክሮስፖሪዲያ ውስጥ ይህ እብጠቱ ይወገዳል። ይሁን እንጂ፣ ከጠፋው እብጠት አጠገብ አዲስ እብጠት ታየ (A1306 በE. cuniculi)።
በሚያስገርም ሁኔታ፣ ኢ. ኩኒኩሊ ራይቦዞሞች በሌሎች ዝርያዎች ውስጥ የሚገኙትን አብዛኛዎቹን የrRNA እብጠቶች እንደሌላቸው ደርሰንበታል፣ ይህም በሌሎች ዩካርዮቶች ውስጥ የተጠበቁ ከ30 በላይ እብጠቶችን ያካትታል (ምስል 4a)። ይህ ኪሳራ በራይቦሶም ንዑስ ክፍሎች እና በአጠገብ ባለው የrRNA ሄሊስ መካከል ብዙ ግንኙነቶችን ያስወግዳል፣ አንዳንድ ጊዜ በራይቦሶም ውስጥ ትላልቅ ባዶ ክፍተቶችን ይፈጥራል፣ ይህም ኢ. ኩኒኩሊ ራይቦዞም ከባህላዊ ራይቦዞሞች ጋር ሲነጻጸር የበለጠ ቀዳዳ እንዲኖረው ያደርጋል (ምስል 4ለ)። በተለይም፣ አብዛኛዎቹ እነዚህ እብጠቶች ቀደም ሲል በተለዩት የV. ኔካትሪክስ እና P. ሎውቻይ ራይቦሶም መዋቅሮች ውስጥ ጠፍተዋል፣ እነዚህም በቀደሙት መዋቅራዊ ትንታኔዎች ችላ ተብለዋል31,32።
አንዳንድ ጊዜ የrRNA እብጠቶች መጥፋት ከጠፋው እብጠቶች አጠገብ አዳዲስ እብጠቶች ከመፈጠር ጋር አብሮ ይመጣል። ለምሳሌ፣ የራይቦሶማል ፒ-ስቴም ከኢ. ኮላይ ወደ ሰዎች የተረፈ እና ስለዚህም 3.5 ቢሊዮን ዓመታት ዕድሜ እንዳለው የሚገመት የU1208 እብጠቶች (በሳቻሮሚሴስ ሴሬቪሲያe ውስጥ) ይዟል። በፕሮቲን ውህደት ወቅት፣ ይህ እብጠቶች የP ግንድ በክፍት እና በተዘጉ ቅርጾች መካከል እንዲንቀሳቀስ ይረዳል፣ ስለዚህም ራይቦዞም የትርጉም ምክንያቶችን ሰብስቦ ወደ ንቁ ቦታ እንዲያደርስ ያስችለዋል። በE. cuniculi ራይቦዞሞች ውስጥ፣ ይህ ውፍረት የለም፤ ​​ሆኖም፣ በሦስት መሰረታዊ ጥንዶች ውስጥ ብቻ የሚገኝ አዲስ ውፍረት (G883) የP ግንድ ተስማሚ ተለዋዋጭነት ወደነበረበት እንዲመለስ አስተዋጽኦ ሊያደርግ ይችላል (ምስል 4ሐ)።
ያለ እብጠት በrRNA ላይ ያለን መረጃ እንደሚያመለክተው የrRNA መቀነስ በራይቦዞም ወለል ላይ የrRNA ንጥረ ነገሮችን መጥፋት ብቻ የተወሰነ ሳይሆን የራይቦዞም ኒውክሊየስን ሊያካትት ይችላል፣ ይህም በነጻ-ህያው ሴሎች ውስጥ ያልተገለጸ ጥገኛ-ተኮር ሞለኪውላዊ ጉድለት ይፈጥራል። ሕያው ዝርያዎች ይታያሉ።
ቀኖናዊ የራይቦሶም ፕሮቲኖችን እና rRNA ን ከቀረጽን በኋላ፣ የተለመዱ የራይቦሶም ክፍሎች የክሪዮ-ኢኤም ምስልን ሶስት ክፍሎች ማብራራት እንደማይችሉ ደርሰንበታል። ከእነዚህ ቁርጥራጮች ውስጥ ሁለቱ መጠናቸው አነስተኛ ሞለኪውሎች ናቸው (ምስል 5፣ ተጨማሪ ምስል 8)። የመጀመሪያው ክፍል በሪቦሶም ፕሮቲኖች uL15 እና eL18 መካከል በተለምዶ በ eL18 C-terminus በሚይዘው ቦታ ላይ የተጣበቀ ሲሆን ይህም በኢ. ኩኒኩሊ ውስጥ አጭር ነው። የዚህን ሞለኪውል ማንነት ማወቅ ባንችልም፣ የዚህ ጥግግት ደሴት መጠን እና ቅርፅ በስፐርሚዲን ሞለኪውሎች መኖር በሚገባ ተብራርቷል። ከራይቦሶም ጋር ያለው ትስስር በ uL15 ፕሮቲኖች (Asp51 እና Arg56) ውስጥ ባሉ ማይክሮስፖሪዲያ-ተኮር ሚውቴሽን ይረጋጋል፣ ይህም uL15 ትንሹን ሞለኪውል ወደ ራይቦሶም መዋቅር እንዲጠቅል ስለሚያስችሉት ለዚህ ትንሽ ሞለኪውል የራይቦሶም ፍቅርን የሚጨምሩ ይመስላል። ተጨማሪ ምስል 2)። 8፣ ተጨማሪ መረጃ 1፣ 2)።
ክሪዮ-ኢኤም ምስል ከኢ. ኩኒኩሊ ሪቦሶም ጋር ከተያያዘው ሪቦዝ ውጭ ኑክሊዮታይዶች መኖራቸውን ያሳያል። በኢ. ኩኒኩሊ ሪቦሶም ውስጥ፣ ይህ ኑክሊዮታይድ በአብዛኛዎቹ ሌሎች የዩካርዮቲክ ራይቦዞሞች ውስጥ ከ25S rRNA A3186 ኑክሊዮታይድ (ሳቻሮሚሴስ ሴሬቪሲያe ቁጥር አሰጣጥ) ጋር ተመሳሳይ ቦታ ይይዛል። ለ በኢ. ኩኒኩሊ የራይቦሶም መዋቅር ውስጥ፣ ይህ ኑክሊዮታይድ በራይቦሶም ፕሮቲኖች uL9 እና eL20 መካከል የሚገኝ ሲሆን በዚህም በሁለቱ ፕሮቲኖች መካከል ያለውን ግንኙነት ያረጋጋል። በማይክሮስፖሪዲያ ዝርያዎች መካከል የcd eL20 ቅደም ተከተል ጥበቃ ትንተና። የማይክሮስፖሪዲያ ዝርያዎች (c) ፊሎጄኔቲክ ዛፍ እና የeL20 ፕሮቲን (d) በርካታ ቅደም ተከተል አሰላለፍ የሚያሳዩት ኑክሊዮታይድ-ማሰር ቅሪቶች F170 እና K172 በአብዛኛዎቹ የተለመዱ ማይክሮስፖሪዲያዎች ውስጥ እንደሚጠበቁ ያሳያሉ፣ ከኤስ. ሎፊይ በስተቀር፣ ቀደምት የቅርንጫፍ ማይክሮስፖሪዲያ በስተቀር፣ የES39L rRNA ቅጥያውን የያዘው። ይህ አሃዝ እንደሚያሳየው ኑክሊዮታይድ-ማሰር ቅሪቶች F170 እና K172 በከፍተኛ ሁኔታ በተቀነሰው የማይክሮስፖሪዲያ ጂኖም eL20 ውስጥ ብቻ ይገኛሉ፣ ነገር ግን በሌሎች ዩካርዮቶች ውስጥ አይደሉም። በአጠቃላይ፣ እነዚህ መረጃዎች ማይክሮስፖሪዲያን ራይቦዞሞች የAMP ሞለኪውሎችን የሚያገናኝ እና በራይቦሶም መዋቅር ውስጥ የፕሮቲን-ፕሮቲን መስተጋብርን ለማረጋጋት የሚጠቀምባቸው የሚመስል የኑክሊዮታይድ ማያያዣ ቦታ እንዳዘጋጁ ይጠቁማሉ። በማይክሮስፖሪዲያ ውስጥ ያለው የዚህ ማያያዣ ቦታ ከፍተኛ ጥበቃ እና በሌሎች ዩካርዮቶች ውስጥ አለመኖሩ ይህ ጣቢያ ለማይክሮስፖሪዲያ የተመረጠ የመትረፍ ጥቅም ሊሰጥ እንደሚችል ይጠቁማል። ስለዚህ፣ በማይክሮስፖሪዲያ ራይቦዞም ውስጥ ያለው የኑክሊዮታይድ-ማሰር ኪስ ቀደም ሲል እንደተገለጸው የተበላሸ ባህሪ ወይም የrRNA መበላሸት የመጨረሻ ቅጽ አይመስልም፣ ነገር ግን ማይክሮስፖሪዲያ ራይቦዞም ትናንሽ ሞለኪውሎችን በቀጥታ እንዲያስር የሚያስችል ጠቃሚ የዝግመተ ለውጥ ፈጠራ፣ እንደ ሞለኪውላዊ የግንባታ ብሎኮች በመጠቀም። ለራይቦዞሞች የግንባታ ብሎኮች። ይህ ግኝት ማይክሮስፖሪዲያ ራይቦሶምን አንድ ነጠላ ኑክሊዮታይድ እንደ መዋቅራዊ የግንባታ ብሎክ የሚጠቀም ብቸኛው ራይቦሶም ያደርገዋል። f ከኑክሊዮታይድ ማያያዣ የተገኘ መላምታዊ የዝግመተ ለውጥ መንገድ።
ሁለተኛው ዝቅተኛ የሞለኪውላር ክብደት ጥግግት በራይቦሶም ፕሮቲኖች uL9 እና eL30 መካከል ባለው ግንኙነት ላይ ይገኛል (ምስል 5a)። ይህ በይነገጽ ቀደም ሲል በSaccharomyces cerevisiae ribosome መዋቅር ውስጥ ለ 25S ኑክሊዮታይድ የrRNA A3186 (የ ES39L rRNA ቅጥያ አካል) ማሰሪያ ቦታ ሆኖ ተገልጿል38። በተበላሸ የፒ. ሎውቻኢ ES39L ራይቦዞሞች ውስጥ ይህ በይነገጽ ያልታወቀ ነጠላ ኑክሊዮታይድ 31 እንደሚያስተሳስር ታይቷል፣ እና ይህ ኑክሊዮታይድ የrRNA ርዝመት ~130-230 መሠረቶች የሆነበት የrRNA የመጨረሻ ቅርፅ እንደሆነ ይገመታል። ES39L ወደ አንድ ኑክሊዮታይድ 32.43 ይቀንሳል። የክሪዮ-ኢኤም ምስሎቻችን ጥግግት በኑክሊዮታይዶች ሊገለጽ እንደሚችል የሚለውን ሀሳብ ይደግፋሉ። ሆኖም፣ የእኛ መዋቅር ከፍተኛ ጥራት ይህ ኑክሊዮታይድ ከራይቦሶም ውጪ የሆነ ሞለኪውል ነው፣ ምናልባትም AMP (ምስል 5a፣ ለ)።
ከዚያም የኑክሊዮታይድ ማያያዣ ቦታ በE. cuniculi ribosome ውስጥ ይታይ እንደሆነ ወይም ከዚህ በፊት ይኖር እንደሆነ ጠየቅን። የኑክሊዮታይድ ማያያዣ በዋናነት በeL30 ራይቦሶም ፕሮቲን ውስጥ ባለው የPhe170 እና Lys172 ቅሪቶች ስለሚተባበር፣ በ4396 ተወካይ ዩካርዮቶች ውስጥ የእነዚህ ቅሪቶች ጥበቃን ገምግመናል። ከላይ እንደተጠቀሰው uL15 ሁኔታ፣ የPhe170 እና Lys172 ቅሪቶች በከፍተኛ ሁኔታ የተጠበቁት በተለመደው ማይክሮስፖሪዲያ ውስጥ ብቻ ነው፣ ነገር ግን በሌሎች ኢኩሪዮቶች ውስጥ የለም፣ ይህም ያልተለመደ ማይክሮስፖሪዲያ ሚቶስፖሪዲያ እና አምፊአምብሊስን ጨምሮ፣ የES39L rRNA ቁራጭ 44፣ 45፣ 46 (ምስል 5c) አይቀንስም (ምስል 5c)። -e)።
እነዚህ መረጃዎች አንድ ላይ ሲጣመሩ፣ ኢ. ኩኒኩሊ እና ምናልባትም ሌሎች ቀኖናዊ ማይክሮስፖሪዲያዎች በራይቦሶም መዋቅር ውስጥ ከፍተኛ ቁጥር ያላቸውን ትናንሽ ሜታቦላይቶችን በብቃት የመሰብሰብ ችሎታን እንዳዳበሩ ያለውን ሀሳብ ይደግፋሉ ይህም የ rRNA እና የፕሮቲን መጠን መቀነስን ለማካካስ ነው። ይህን በማድረግ፣ ከራይቦሶም ውጭ ኑክሊዮታይዶችን የማሰር ልዩ ችሎታ አዳብረዋል፣ ይህም የፓራሳይቲክ ሞለኪውላዊ መዋቅሮች ብዙ ትናንሽ ሜታቦላይቶችን በመያዝ እና የተበላሹ አር ኤን ኤ እና የፕሮቲን ቁርጥራጮችን እንደ መዋቅራዊ አስመስሎ በመጠቀም እንደሚካካሱ ያሳያል።
የክሪዮ-ኢኤም ካርታችን ሶስተኛው ያልተመሳሰለ ክፍል፣ በትልቁ የራይቦሶም ንዑስ ክፍል ውስጥ ይገኛል። የካርታችን በአንጻራዊነት ከፍተኛ ጥራት (2.6 Å) ይህ ጥግግት ትላልቅ የጎን ሰንሰለት ቅሪቶች ልዩ ጥምረት ካላቸው ፕሮቲኖች ጋር መሆኑን ይጠቁማል፣ ይህም ይህንን ጥግግት ቀደም ሲል ያልታወቀ የራይቦሶም ፕሮቲን እንደሆነ እንድንለይ አስችሎናል፣ እሱም msL2 (ማይክሮስፖሪዲያ-ተኮር ፕሮቲን L2) ተብሎ ተሰይሟል (ዘዴዎች፣ ምስል 6)። የእኛ ተመሳሳይነት ፍለጋ እንደሚያሳየው msL2 በጂን ኢንሴፋላይተር እና ኦሮስፖሪዲየም ማይክሮስፖሪዲያ ክላድ ውስጥ ተጠብቆ የሚገኝ ቢሆንም፣ ሌሎች ማይክሮስፖሪዲያዎችን ጨምሮ በሌሎች ዝርያዎች ውስጥ የለም። በራይቦሶም መዋቅር ውስጥ፣ msL2 የተራዘመውን ES31L rRNA በማጣት የተፈጠረ ክፍተት ይይዛል። በዚህ ባዶነት ውስጥ፣ msL2 የrRNA ማጠፍን ለማረጋጋት ይረዳል እና የES31L መጥፋትን ማካካስ ይችላል (ምስል 6)።
በ E. cuniculi ribosomes ውስጥ የሚገኘው የማይክሮስፖሪዲያ-ተኮር የራይቦሶም ፕሮቲን msL2 የኤሌክትሮን ጥግግት እና ሞዴል። b አብዛኛዎቹ የዩካርዮቲክ ራይቦዞሞች፣ የሳክቻሮሚሴስ ሴሬቪሲያኢ 80S ራይቦዞምን ጨምሮ፣ በአብዛኛዎቹ የማይክሮስፖሪዲያን ዝርያዎች ውስጥ የES19L rRNA ማጉላት ጠፍቷል። ቀደም ሲል የተቋቋመው የ V. necatrix microsporidia ribosome መዋቅር በእነዚህ ጥገኛ ተህዋሲያን ውስጥ የES19L መጥፋት በአዲሱ msL1 ራይቦሶም ፕሮቲን ዝግመተ ለውጥ እንደሚካስ ይጠቁማል። በዚህ ጥናት፣ የኢ. cuniculi ribosome እንዲሁም ለ ES19L መጥፋት ግልጽ የሆነ ካሳ እንደ ተጨማሪ የራይቦሶም RNA ማስመሰል ፕሮቲን እንዳዳበረ ደርሰንበታል። ሆኖም፣ msL2 (በአሁኑ ጊዜ እንደ መላምታዊ ECU06_1135 ፕሮቲን ተብሎ የሚጠቀሰው) እና msL1 የተለያዩ መዋቅራዊ እና የዝግመተ ለውጥ መነሻዎች አሏቸው። ሐ ይህ በዝግመተ ለውጥ ያልተዛመዱ የ msL1 እና msL2 የራይቦዞም ፕሮቲኖች መፈጠር ግኝት እንደሚያሳየው ራይቦዞሞች በrRNA ውስጥ ጎጂ ሚውቴሽኖችን ካከማቹ፣ በቅርብ በተያያዙ ዝርያዎች ውስጥ እንኳን ታይቶ የማይታወቅ የቅንብር ልዩነት ደረጃን ማሳካት ይችላሉ። ይህ ግኝት በማይቶኮንድሪያል ሪቦሶም አመጣጥ እና ዝግመተ ለውጥ ለማብራራት ይረዳል፣ ይህም በከፍተኛ ሁኔታ በrRNA እና በዝርያዎች ውስጥ ባለው የፕሮቲን ስብጥር ያልተለመደ ተለዋዋጭነት ይታወቃል።
ከዚያም የmsL2 ፕሮቲንን ቀደም ሲል ከተገለጸው የmsL1 ፕሮቲን ጋር አነጻጽረነዋል፣ ይህም በV. necatrix ribosome ውስጥ ከሚገኘው ብቸኛው ማይክሮስፖሪዲያ-ተኮር የራይቦሶም ፕሮቲን ነው። msL1 እና msL2 በዝግመተ ለውጥ ረገድ የተገናኙ መሆናቸውን ለመፈተሽ ፈልገን ነበር። የእኛ ትንተና እንደሚያሳየው msL1 እና msL2 በራይቦሶም መዋቅር ውስጥ አንድ አይነት ክፍተት እንደሚይዙ፣ ነገር ግን የተለያዩ የመጀመሪያ እና የሶስተኛ ደረጃ መዋቅሮች እንዳላቸው ያሳያል፣ ይህም ገለልተኛ የዝግመተ ለውጥ መነሻቸውን ያሳያል (ምስል 6)። ስለዚህ፣ የmsL2 ግኝታችን የታመቁ የዩካርዮቲክ ዝርያዎች ቡድኖች የrRNA ቁርጥራጮችን መጥፋት ለማካካስ መዋቅራዊ የሆኑ የራይቦሶም ፕሮቲኖችን በተናጥል ማዳበር እንደሚችሉ የሚያሳይ ማስረጃ ይሰጣል። ይህ ግኝት አብዛኛዎቹ ሳይቶፕላስሚክ ዩካርዮቲክ ራይቦዞሞች የማይለዋወጥ ፕሮቲን በመያዛቸው የሚታወቅ ሲሆን ይህም ተመሳሳይ የ81 የራይቦሶም ፕሮቲኖችን ቤተሰብ ያካትታል። የተራዘሙ የrRNA ክፍሎች መጥፋትን ተከትሎ በተለያዩ የማይክሮስፖሪዲያ ክፍሎች ውስጥ የmsL1 እና msL2 መታየት የፓራሳይቱ ሞለኪውላዊ አርክቴክቸር መበላሸት ጥገኛ ተህዋሲያን የማካካሻ ሚውቴሽን እንዲፈልጉ እንደሚያደርግ ይጠቁማል፣ ይህም በመጨረሻ በተለያዩ የፓራሳይት ህዝቦች ውስጥ እንዲገኙ ሊያደርግ ይችላል።
በመጨረሻም፣ ሞዴላችን ሲጠናቀቅ፣ የኢ. ኩኒኩሊ ሪቦሶም ስብጥርን ከጂኖም ቅደም ተከተል ከተነበየው ጋር አነጻጽረናል። በርካታ የራይቦዞም ፕሮቲኖች፣ eL14፣ eL38፣ eL41 እና eS30ን ጨምሮ፣ ቀደም ሲል ከኢ. ኩኒኩሊ ጂኖም ውስጥ ሆሞሎጎቻቸው በግልጽ ባለመኖራቸው ምክንያት ከኢ. ኩኒኩሊ ጂኖም እንደጠፉ ይታሰብ ነበር። ብዙ የራይቦዞም ፕሮቲኖች መጥፋት በሌሎች በአብዛኛዎቹ በከፍተኛ ሁኔታ በተቀነሰ የውስጥ አካላት ጥገኛ ተውሳኮች እና ኢንዶሲምቢዮኖች ውስጥም ይተነብያል። ለምሳሌ፣ አብዛኛዎቹ ነፃ-ሕያው ባክቴሪያዎች ተመሳሳይ የ54 የራይቦዞም ፕሮቲኖችን ቤተሰብ ቢይዙም፣ ከእነዚህ የፕሮቲን ቤተሰቦች ውስጥ 11ቱ ብቻ በእያንዳንዱ የተተነተነ የአስተናጋጅ-የተገደበ ባክቴሪያዎች ጂኖም ውስጥ ሊታወቁ የሚችሉ ሆሞሎጎች አሏቸው። ይህንን ጽንሰ-ሀሳብ ለመደገፍ፣ በቪ. ኔካትሪክስ እና ፒ. ሎውቻ ማይክሮስፖሪዲያ ውስጥ የራይቦዞም ፕሮቲኖች መጥፋት በሙከራ ታይቷል፣ እነዚህም eL38 እና eL4131,32 ፕሮቲኖች የሌሏቸው ናቸው።
ይሁን እንጂ፣ መዋቅሮቻችን እንደሚያሳዩት eL38፣ eL41 እና eS30 ብቻ በE. cuniculi ribosome ውስጥ በእርግጥ ጠፍተዋል። የeL14 ፕሮቲን ተጠብቆ ቆይቷል እና አወቃቀራችን ይህ ፕሮቲን በሆሞሎጂ ፍለጋ ውስጥ ለምን ሊገኝ እንዳልቻለ አሳይቷል (ምስል 7)። በE. cuniculi ribosomes ውስጥ፣ አብዛኛው የeL14 ማያያዣ ቦታ በrRNA-የተጨመረው ES39L በመበላሸቱ ምክንያት ጠፍቷል። ES39L በሌለበት ጊዜ፣ eL14 አብዛኛውን ሁለተኛ ደረጃ አወቃቀሩን አጥቷል፣ እና ከeL14 ቅደም ተከተል 18% ብቻ በE. cuniculi እና S. cerevisiae ውስጥ ተመሳሳይ ነበር። ይህ ደካማ የቅደም ተከተል ጥበቃ አስደናቂ ነው ምክንያቱም Saccharomyces cerevisiae እና Homo sapiens እንኳን - ከ1.5 ቢሊዮን ዓመታት ልዩነት የተሻሻሉ ፍጥረታት - በeL14 ውስጥ ከ51% በላይ ተመሳሳይ ቅሪቶች ይጋራሉ። ይህ ያልተለመደ የጥበቃ መጥፋት ኢ. ኩኒኩሊ eL14 በአሁኑ ጊዜ እንደ eL1427 ሪቦሶም ፕሮቲን ሳይሆን እንደ ተተኪ M970_061160 ፕሮቲን ተብሎ የተጠቀሰበትን ምክንያት ያብራራል።
እና ማይክሮስፖሪዲያ ራይቦሶም የES39L rRNA ቅጥያውን አጥቷል፣ ይህም የeL14 ራይቦሶማል ፕሮቲን ማያያዣ ቦታን በከፊል አስወግዷል። ES39L በሌለበት ጊዜ፣ የeL14 ማይክሮስፖሬ ፕሮቲን የሁለተኛ ደረጃ መዋቅርን ያጣ ሲሆን፣ በዚህ ውስጥ የቀድሞው የrRNA-ማያያዣ α-ሄሊክስ ወደ ዝቅተኛ የርዝመት ዑደት ይፈርሳል። b የብዙ ቅደም ተከተል አሰላለፍ የeL14 ፕሮቲን በዩካርዮቲክ ዝርያዎች ውስጥ በከፍተኛ ሁኔታ የተጠበቀ መሆኑን ያሳያል (በእርሾ እና በሰው ሆሞሎጎች መካከል 57% የቅደም ተከተል ማንነት)፣ ነገር ግን በማይክሮስፖሪዲያ ውስጥ በደንብ ያልተጠበቀ እና የተለያየ ነው (ከ24% በላይ ቅሪቶች ከeL14 ሆሞሎግ ጋር ተመሳሳይ አይደሉም)። ከኤስ. ሴሬቪሲያ ወይም ኤች. ሳፒየንስ። ይህ ደካማ የቅደም ተከተል ጥበቃ እና ሁለተኛ ደረጃ መዋቅር ተለዋዋጭነት የeL14 ሆሞሎግ በE. ኩኒኩሊ ውስጥ ለምን እንዳልተገኘ እና ይህ ፕሮቲን በE. ኩኒኩሊ ውስጥ ለምን እንደጠፋ የሚታሰበውን ያብራራል። በተቃራኒው፣ ኢ. ኩኒኩሊ eL14 ቀደም ሲል እንደ አንድ የተወሰነ የ M970_061160 ፕሮቲን ተገልጾ ነበር። ይህ ምልከታ የማይክሮስፖሪዲያ የጂኖም ልዩነት በአሁኑ ጊዜ ከመጠን በላይ ግምት እንዳለው ይጠቁማል፡ በአሁኑ ጊዜ በማይክሮስፖሪዲያ ውስጥ እንደሚጠፉ የሚታሰቡ አንዳንድ ጂኖች በእርግጥ ተጠብቀው ይገኛሉ፣ ምንም እንኳን በከፍተኛ ሁኔታ የተለያዩ ቅርጾች ቢኖሩም፤ በምትኩ፣ አንዳንዶቹ ለትል-ተኮር ፕሮቲኖች የማይክሮስፖሪዲያ ጂኖችን ኮድ እንደሚያደርጉ ይታሰባል (ለምሳሌ፣ መላምታዊ ፕሮቲን M970_061160) በሌሎች ዩካርዮቶች ውስጥ ለሚገኙት በጣም የተለያዩ ፕሮቲኖች ኮድ እንደሚሰጡ ይታሰባል።
ይህ ግኝት እንደሚያሳየው የrRNA ዲናቱሬሽን በአጎራባች የራይቦሶም ፕሮቲኖች ውስጥ ከፍተኛ የሆነ የቅደም ተከተል ጥበቃን ሊያስከትል ይችላል፣ ይህም እነዚህን ፕሮቲኖች ለሆሞሎጂ ፍለጋዎች የማይታዩ ያደርጋቸዋል። ስለዚህ፣ እንደጠፉ የሚታሰቡ አንዳንድ ፕሮቲኖች በእርግጥ በከፍተኛ ሁኔታ በተለወጡ ቅርጾች ቢኖሩም ስለሚቀጥሉ፣ በአነስተኛ የጂኖም ፍጥረታት ውስጥ ያለውን የሞለኪውላር መበላሸት ትክክለኛ ደረጃ ከልክ በላይ ልንገምት እንችላለን።
ጥገኛ ተውሳኮች ከፍተኛ የጂኖም ቅነሳ በሚከሰትባቸው ሁኔታዎች ውስጥ የሞለኪውላዊ ማሽኖቻቸውን ተግባር እንዴት ማቆየት ይችላሉ? ጥናታችን ይህንን ጥያቄ የሚመልሰው ኢ. ኩኒኩሊ የተባለውን ውስብስብ ሞለኪውላዊ መዋቅር (ራይቦዞም) በመግለጽ ነው፤ ይህ ፍጥረት ከትንንሽ ዩካርዮቲክ ጂኖሞች አንዱ ነው።
ለሁለት አስርት ዓመታት ያህል በማይክሮባላዊ ጥገኛ ተህዋሲያን ውስጥ የፕሮቲን እና የአር ኤን ኤ ሞለኪውሎች ብዙውን ጊዜ በነፃ-ሊቪንግ ዝርያዎች ውስጥ ካሉ ተመሳሳይ ሞለኪውሎች የሚለያዩ መሆናቸው ይታወቃል ምክንያቱም የጥራት ቁጥጥር ማዕከላት ስለሌላቸው፣ በነፃ-ሊቪንግ ማይክሮቦች ውስጥ ወደ 50% መጠናቸው በመቀነሱ፣ ወዘተ. ብዙ የሚያዳክሙ ሚውቴሽኖች በመኖራቸው እና በመታጠፍ እና ተግባርን ስለሚያበላሹ። ለምሳሌ፣ ብዙ የውስጥ አካላት ጥገኛ ተህዋሲያን እና ኢንዶሲምቢዮንቶችን ጨምሮ የትናንሽ ጂኖም ፍጥረታት ራይቦዞሞች በርካታ የራይቦሶም ፕሮቲኖች እና እስከ አንድ ሶስተኛ የሚደርሱ የrRNA ኑክሊዮታይዶች ከነጻ-ሊቪንግ ዝርያዎች 27፣ 29፣ 30፣ 49 ጋር ሲነፃፀሩ ይገመታል። ሆኖም፣ እነዚህ ሞለኪውሎች በፓራሳይት ውስጥ የሚሰሩበት መንገድ በአብዛኛው ምስጢር ሆኖ ይቀጥላል፣ በዋናነት በንፅፅር ጂኖሚክስ የተጠና ነው።
ጥናታችን እንደሚያሳየው የማክሮሞለኪውሎች አወቃቀር ከሴሉላር ጥገኛ ተውሳኮች እና ከሌሎች አስተናጋጅ የተገደቡ ህዋሳት ባህላዊ ንጽጽራዊ የጂኖሚክ ጥናቶች ለማውጣት አስቸጋሪ የሆኑ ብዙ የዝግመተ ለውጥ ገጽታዎችን ሊገልጽ ይችላል (ተጨማሪ ምስል 7)። ለምሳሌ፣ የeL14 ፕሮቲን ምሳሌ በፓራሳይቲክ ዝርያዎች ውስጥ ያለውን የሞለኪውላር መሳሪያ ትክክለኛ የመበላሸት ደረጃ ከመጠን በላይ መገመት እንደምንችል ያሳያል። የኢንሴፋላይቲክ ጥገኛ ተውሳኮች አሁን በመቶዎች የሚቆጠሩ ማይክሮስፖሪዲያ-ተኮር ጂኖች እንዳላቸው ይታመናል። ሆኖም፣ ውጤቶቻችን እንደሚያሳዩት ከእነዚህ የተወሰኑ የሚመስሉ ጂኖች ውስጥ አንዳንዶቹ በሌሎች ዩካርዮቶች ውስጥ የተለመዱ በጣም የተለያዩ የጂኖች ልዩነቶች ናቸው። ከዚህም በላይ፣ የmsL2 ፕሮቲን ምሳሌ አዳዲስ የራይቦሶም ፕሮቲኖችን እንዴት ችላ እንደምንል እና የፓራሳይቲክ ሞለኪውላር ማሽኖችን ይዘት እንዴት ዝቅ እንደምናደርግ ያሳያል። የትናንሽ ሞለኪውሎች ምሳሌ አዲስ ባዮሎጂያዊ እንቅስቃሴ ሊሰጣቸው በሚችል ፓራሳይቲክ ሞለኪውላዊ መዋቅሮች ውስጥ በጣም ብልሃተኛ ፈጠራዎችን እንዴት ችላ ማለት እንደምንችል ያሳያል።
እነዚህ ውጤቶች አንድ ላይ ሲጣመሩ፣ በአስተናጋጅ የተገደቡ ህዋሳት ሞለኪውላዊ መዋቅሮች እና በነጻ ህይወት ባላቸው ህዋሳት ውስጥ ባሉ አቻዎቻቸው መካከል ያለውን ልዩነት ያለንን ግንዛቤ ያሻሽላሉ። ለረጅም ጊዜ እንደሚቀነሱ፣ እንደሚበላሹ እና ለተለያዩ አቅም የሚያሳጡ ሚውቴሽኖች እንደሚጋለጡ የሚታሰቡ ሞለኪውላዊ ማሽኖች በምትኩ በስርዓት ችላ የሚባሉ ያልተለመዱ የመዋቅር ባህሪያት እንዳሏቸው እናሳያለን።
በሌላ በኩል፣ በኢ. ኩኒኩሊ ራይቦዞሞች ውስጥ ያገኘናቸው ግዙፍ ያልሆኑ የrRNA ቁርጥራጮች እና የተዋሃዱ ቁርጥራጮች የጂኖም ቅነሳ በሦስቱ የሕይወት ዘርፎች ውስጥ የተጠበቁትን መሰረታዊ የሞለኪውላር ማሽነሪዎች ክፍሎችን እንኳን ሊለውጥ እንደሚችል ይጠቁማሉ - ከ3.5 ቢሊዮን ዓመታት ገደማ በኋላ - የዝርያዎች ገለልተኛ ዝግመተ ለውጥ።
በኢ. ኩኒኩሊ ራይቦዞሞች ውስጥ ያሉት እብጠት የሌላቸው እና የተዋሃዱ የ rRNA ቁርጥራጮች ቀደም ሲል በኢንዶሲምባዮቲክ ባክቴሪያ ውስጥ ስለ RNA ሞለኪውሎች በተደረጉ ጥናቶች ብርሃን ላይ ልዩ ትኩረት ይሰጣሉ። ለምሳሌ፣ በአፊድ ኢንዶሲምቢዮንት ቡችኔራ አፊዲኮላ፣ rRNA እና tRNA ሞለኪውሎች በA+T ቅንብር አድልዎ እና ከፍተኛ መጠን ያላቸው ቀኖናዊ ያልሆኑ መሰረታዊ ጥንዶች20,50 ምክንያት የሙቀት መጠን ስሜታዊ መዋቅሮች እንዳላቸው ታይቷል። እነዚህ በRNA ላይ የተደረጉ ለውጦች፣ እንዲሁም በፕሮቲን ሞለኪውሎች ላይ የተደረጉ ለውጦች፣ አሁን የኢንዶሲምቢዮንቶች ከመጠን በላይ ጥገኛነት እና የኢንዶሲምቢዮንቶች ሙቀትን ለማስተላለፍ አለመቻል ተጠያቂ እንደሆኑ ይታሰባል 21፣ 23። ምንም እንኳን ጥገኛ ማይክሮስፖሪዲያ rRNA በመዋቅራዊ መልኩ የተለያዩ ለውጦች ቢኖሩትም፣ የእነዚህ ለውጦች ተፈጥሮ የሙቀት መረጋጋት መቀነስ እና በቻፔሮን ፕሮቲኖች ላይ ከፍተኛ ጥገኝነት በተቀነሰ ጂኖም ባላቸው ፍጥረታት ውስጥ የ RNA ሞለኪውሎች የተለመዱ ባህሪያት ሊሆኑ እንደሚችሉ ይጠቁማል።
በሌላ በኩል፣ የእኛ መዋቅሮች እንደሚያሳዩት ፓራሳይት ማይክሮስፖሪዲያ በስፋት የተጠበቁ rRNA እና የፕሮቲን ቁርጥራጮችን የመቋቋም ልዩ ችሎታ እንዳዳበረ፣ የተበላሹ rRNA እና የፕሮቲን ቁርጥራጮችን እንደ መዋቅራዊ አስመስሎ የመጠቀም ችሎታን እያዳበረ ነው። የሞለኪውላር መዋቅር መበላሸት። . ይህ አስተያየት በrRNA ውስጥ የፕሮቲን ቁርጥራጮች መጥፋትን የሚካሱ ትናንሽ ሞለኪውሎች እና የኢ. ኩኒኩሊ ራይቦዞሞች በ uL15 እና eL30 ፕሮቲኖች ውስጥ ካሉ ማይክሮስፖሪዲያ-ተኮር ቅሪቶች ጋር በመያያዙ የተደገፈ ነው። ይህ የሚያመለክተው ትናንሽ ሞለኪውሎችን ከራይቦዞሞች ጋር ማያያዝ የአዎንታዊ ምርጫ ውጤት ሊሆን እንደሚችል ነው፣ በዚህ ውስጥ ማይክሮስፖሪዲያ-ተኮር ሚውቴሽን በራይቦዞም ፕሮቲኖች ውስጥ ለትናንሽ ሞለኪውሎች የራይቦዞሞችን ፍቅር ለመጨመር ባላቸው ችሎታ ተመርጧል፣ ይህም የበለጠ ቀልጣፋ የራይቦዞም ህዋሳትን ሊያስከትል ይችላል። ግኝቱ በማይክሮባላዊ ጥገኛ ተህዋሲያን ሞለኪውላዊ መዋቅር ውስጥ ብልህ ፈጠራን ያሳያል እና የፓራሳይት ሞለኪውላዊ መዋቅሮች የመቀነስ ዝግመተ ለውጥ ቢኖርም ተግባራቸውን እንዴት እንደሚጠብቁ የተሻለ ግንዛቤ ይሰጠናል።
በአሁኑ ጊዜ የእነዚህ ትናንሽ ሞለኪውሎች መለየት ግልጽ አይደለም። በራይቦሶም መዋቅር ውስጥ የእነዚህ ትናንሽ ሞለኪውሎች ገጽታ በማይክሮስፖሪዲያ ዝርያዎች መካከል ለምን እንደሚለያይ ግልጽ አይደለም። በተለይም፣ በቪ. ኔካትሪክስ eL20 እና K172 ፕሮቲኖች ውስጥ የF170 ቅሪት ቢኖርም በቪ. ኔካትሪክስ ራይቦዞሞች ውስጥ የኑክሊዮታይድ ትስስር ለምን እንደሚታይ ግልጽ አይደለም፣ ምንም እንኳን የF170 ቅሪት በቪ. ኔካትሪክስ ራይቦዞሞች ውስጥ ባይታይም። ይህ ስረዛ ሊከሰት የሚችለው በቪ. ኔካትሪክስ ውስጥ ታይሮሲን እና በE. ኩኒኩሊ እና P. ሎውቻስ ውስጥ ትሬዮኒን ባልሆነው ሬዚደንስ 43 uL6 (ከኒውክሊዮታይድ ማያያዣ ኪስ አጠገብ በሚገኘው) ነው። የTyr43 ግዙፍ የአሮማቲክ የጎን ሰንሰለት በስቴሪክ መደራረብ ምክንያት የኑክሊዮታይድ ማያያዣን ሊያስተጓጉል ይችላል። በአማራጭ፣ የሚታየው የኑክሊዮታይድ መሰረዝ የV. ኔካትሪክስ ራይቦሶም ዝቅተኛ ጥራት ምክንያት ሊሆን ይችላል፣ ይህም የV. ኔካትሪክስ ራይቦሶም ቁርጥራጮችን ሞዴሊንግ ያደናቅፋል።
በሌላ በኩል ደግሞ፣ የእኛ ሥራ የጂኖም መበስበስ ሂደት የፈጠራ ኃይል ሊሆን እንደሚችል ይጠቁማል። በተለይም የኢ. ኩኒኩሊ ራይቦዞም አወቃቀር እንደሚያሳየው በማይክሮስፖሪዲያ ራይቦዞም ውስጥ የrRNA እና የፕሮቲን ቁርጥራጮች መጥፋት የሪቦዞም መዋቅር ለውጦችን የሚያበረታታ የዝግመተ ለውጥ ግፊት ይፈጥራል። እነዚህ ልዩነቶች ከሪቦዞሙ ንቁ ቦታ ርቀው የሚገኙ ሲሆን በተቀነሰ rRNA ምክንያት የሚስተጓጎልን ምርጥ የሪቦዞም ስብስብ ለመጠበቅ (ወይም ወደነበረበት ለመመለስ) የሚረዱ ይመስላሉ። ይህ የሚያመለክተው የማይክሮስፖሪዲያ ራይቦዞም ዋና ፈጠራ የጂን መንሸራተትን ለመቆጠብ ወደሚያስፈልገው ሁኔታ የተለወጠ ይመስላል።
ምናልባት ይህ በሌሎች ፍጥረታት ውስጥ እስካሁን ታይቶ በማይታወቅ የኑክሊዮታይድ ትስስር በተሻለ ሁኔታ ይገለጻል። የኑክሊዮታይድ ትስስር ቅሪቶች በተለመደው ማይክሮስፖሪዲያ ውስጥ መኖራቸው፣ ነገር ግን በሌሎች ዩካርዮትስ ውስጥ አለመኖራቸው፣ የኑክሊዮታይድ ትስስር ቦታዎች ለመጥፋት የሚጠብቁ ቅርሶች ብቻ አይደሉም፣ ወይም rRNA ወደ ግለሰባዊ ኑክሊዮታይዶች መልክ የሚመለስበት የመጨረሻ ቦታ ብቻ አይደሉም። በምትኩ፣ ይህ ጣቢያ በበርካታ አዎንታዊ ምርጫዎች ዙሮች ሊሻሻል የሚችል ጠቃሚ ባህሪ ይመስላል። የኑክሊዮታይድ ትስስር ቦታዎች የተፈጥሮ ምርጫ ውጤት ሊሆኑ ይችላሉ፡ ES39L አንዴ ከተበላሸ፣ ማይክሮስፖሪዲያዎች ES39L በሌለበት ጊዜ ምርጡን የራይቦዞም ባዮጄኔሲስን ወደነበረበት ለመመለስ ካሳ ለመጠየቅ ይገደዳሉ። ይህ ኑክሊዮታይድ በES39L ውስጥ የA3186 ኑክሊዮታይድ ሞለኪውላዊ ግንኙነቶችን መምሰል ስለሚችል፣ የኑክሊዮታይድ ሞለኪውል የራይቦዞም የግንባታ ብሎክ ይሆናል፣ ይህም ትስስር በeL30 ቅደም ተከተል ሚውቴሽን የበለጠ ይሻሻላል።
በሴሉላር ውስጥ የሚገኙ ጥገኛ ተህዋሲያን ሞለኪውላዊ ዝግመተ ለውጥን በተመለከተ፣ ጥናታችን እንደሚያሳየው የዳርዊናዊ የተፈጥሮ ምርጫ እና የጂኖም መበስበስ የጄኔቲክ ተንሸራታች ኃይሎች በትይዩ የማይሰሩ እንጂ የሚንቀጠቀጡ አይደሉም። በመጀመሪያ፣ የጄኔቲክ ተንሸራታች የባዮሞለኪውሎችን አስፈላጊ ባህሪያት ያስወግዳል፣ ይህም ካሳ በጣም አስፈላጊ ያደርገዋል። ጥገኛ ተህዋሲያን ይህንን ፍላጎት በዳርዊናዊ የተፈጥሮ ምርጫ በኩል ሲያረኩ ብቻ ማክሮሞለኪሎቻቸው በጣም አስደናቂ እና ፈጠራ ያላቸውን ባህሪያት የማዳበር እድል ያገኛሉ። በአስፈላጊ ሁኔታ፣ በE. cuniculi ribosome ውስጥ የኑክሊዮታይድ ማያያዣ ቦታዎች ዝግመተ ለውጥ ይህ የሞለኪውላዊ ዝግመተ ለውጥ ኪሳራ-ወደ-ጥቅም ንድፍ ጎጂ ሚውቴሽኖችን ከማስወገድ ባለፈ አንዳንድ ጊዜ በፓራሳይቲክ ማክሮሞለኪውሎች ላይ ሙሉ በሙሉ አዲስ ተግባራትን ይሰጣል።
ይህ ሀሳብ ከሴዌል ራይት ተንቀሳቃሽ ሚዛናዊነት ቲዎሪ ጋር የሚስማማ ሲሆን ጥብቅ የተፈጥሮ ምርጫ ስርዓት ህዋሳትን የፈጠራ ችሎታቸውን እንደሚገድብ ይገልጻል51,52,53። ሆኖም፣ የጄኔቲክ መንሸራተት የተፈጥሮ ምርጫን የሚያደናቅፍ ከሆነ፣ እነዚህ መንሸራተት በራሳቸው ተለዋዋጭ (ወይም ጎጂ) ያልሆኑ ነገር ግን ከፍተኛ የአካል ብቃት ወይም አዲስ ባዮሎጂያዊ እንቅስቃሴን ወደሚሰጡ ተጨማሪ ለውጦች ሊያመሩ ይችላሉ። ማዕቀፋችን ይህንን ሀሳብ የሚደግፈው የባዮሞለኪውልን መታጠፍ እና ተግባር የሚቀንስ ተመሳሳይ አይነት ሚውቴሽን ለማሻሻያው ዋና ምክንያት እንደሆነ በማሳየት ነው። ከሁሉን ተጠቃሚ የሚያደርግ የዝግመተ ለውጥ ሞዴል ጋር በሚስማማ መልኩ፣ ጥናታችን እንደሚያሳየው በተለምዶ እንደ መበላሸት ሂደት የሚታየው የጂኖም መበስበስ እንዲሁ ለፈጠራ ዋና አንቀሳቃሽ ነው፣ አንዳንድ ጊዜ እና ምናልባትም ብዙ ጊዜ ማክሮሞለኪውሎች አዳዲስ ጥገኛ እንቅስቃሴዎችን እንዲያገኙ ያስችላቸዋል። ሊጠቀሙባቸው ይችላሉ።