د Nature.com د لیدنې لپاره مننه. هغه براوزر نسخه چې تاسو یې کاروئ محدود CSS ملاتړ لري. د غوره تجربې لپاره، موږ سپارښتنه کوو چې تاسو یو تازه شوی براوزر وکاروئ (یا په انټرنیټ اکسپلورر کې د مطابقت حالت غیر فعال کړئ). په عین حال کې، د دوامداره ملاتړ ډاډ ترلاسه کولو لپاره، موږ به سایټ پرته له سټایلونو او جاواسکریپټ څخه وړاندې کړو.
د مایکروبیل پرازیتونو ارتقا د طبیعي انتخاب ترمنځ متقابل عمل لري، کوم چې پرازیتونو ته وده ورکوي، او جینیاتي ډرافټ، کوم چې پرازیتونو ته جینونه له لاسه ورکوي او زیان رسونکي بدلونونه راټولوي. دلته، د دې لپاره چې پوه شو چې دا متقابل عمل څنګه د یو واحد میکرو مالیکول په پیمانه واقع کیږي، موږ د انسیفالیټوزون کونیکولي د ریبوزوم د کریو-EM جوړښت تشریح کوو، یو یوکاریوټیک ارګانیزم چې په طبیعت کې یو له کوچنیو جینومونو څخه دی. په E. cuniculi ribosomes کې د rRNA خورا کمښت د بې ساري جوړښتي بدلونونو سره مل دی، لکه د پخوانیو نامعلومو فیوز شوي rRNA لینکرونو او rRNA ارتقا پرته له بلجونو. برسېره پردې، E. cuniculi ribosome د rRNA ټوټو او پروټینونو له لاسه ورکولو څخه ژوندی پاتې شو د دې وړتیا رامینځته کولو سره چې کوچني مالیکولونه د تخریب شوي rRNA ټوټو او پروټینونو ساختماني نقل په توګه وکاروي. په ټولیز ډول، موږ ښیې چې مالیکولي جوړښتونه چې له اوږدې مودې راهیسې فکر کیده چې کم شوي، تخریب شوي، او د کمزوري کولو بدلونونو تابع دي یو شمیر جبرانونکي میکانیزمونه لري چې د خورا مالیکولي انقباض سره سره دوی فعال ساتي.
ځکه چې د مایکروبیل پرازیتونو ډیری ډلې د خپلو کوربه توبونو د استحصال لپاره ځانګړي مالیکولي وسایل لري، موږ ډیری وختونه د پرازیتونو د مختلفو ډلو لپاره مختلف درملنې رامینځته کوو 1,2. په هرصورت، نوي شواهد وړاندیز کوي چې د پرازیتونو د تکامل ځینې اړخونه متقابل او په لویه کچه د وړاندوینې وړ دي، چې د مایکروبیل پرازیتونو کې د پراخو معالجوي مداخلو لپاره احتمالي اساس په ګوته کوي 3,4,5,6,7,8,9.
پخوانیو کارونو په مایکروبیل پرازیتونو کې یو عام ارتقايي رجحان پیژندلی چې د جینوم کمښت یا جینوم تخریب 10,11,12,13 په نوم یادیږي. اوسنۍ څیړنې ښیي چې کله مایکرو ارګانیزمونه خپل آزاد ژوندانه ژوند پریږدي او د انټراسیلولر پرازیتونو (یا انډوسایمبیونټس) شي، د دوی جینومونه د ملیونونو کلونو په اوږدو کې ورو مګر حیرانونکي میټامورفوز څخه تیریږي 9,11. په هغه پروسه کې چې د جینوم تخریب په نوم پیژندل کیږي، مایکروبیل پرازیټونه زیان رسونکي بدلونونه راټولوي چې ډیری پخواني مهم جینونه په سیوډوجینز بدلوي، چې د جین تدریجي ضایع کیدو او بدلون سقوط لامل کیږي 14,15. دا سقوط کولی شي د نږدې اړونده آزاد ژوندیو ډولونو په پرتله د زړو انټراسیلولر ارګانیزمونو کې تر 95٪ پورې جینونه له مینځه یوسي. په دې توګه، د انټراسیلولر پرازیتونو ارتقا د دوو مخالفو ځواکونو ترمنځ د جګړې ټګ آف وار دی: د ډاروین طبیعي انتخاب، د پرازیتونو د ښه والي لامل کیږي، او د جینوم سقوط، پرازیتونه هیروي. څنګه پرازیت وکولی شو له دې ټګ آف وار څخه راپورته شي او د خپل مالیکولي جوړښت فعالیت وساتي روښانه نه ده.
که څه هم د جینوم د تخریب میکانیزم په بشپړه توګه نه دی پوه شوی، داسې ښکاري چې دا په عمده توګه د پرله پسې جینیاتي بدلون له امله رامینځته کیږي. ځکه چې پرازیتونه په کوچنیو، غیر جنسي او جینیاتي محدودو نفوسو کې ژوند کوي، دوی نشي کولی په مؤثره توګه هغه زیان رسونکي بدلونونه له منځه یوسي چې ځینې وختونه د DNA د نقل کولو په جریان کې پیښیږي. دا د زیان رسوونکو بدلونونو د نه بدلیدونکي راټولیدو او د پرازیت جینوم کمولو لامل کیږي. په پایله کې، پرازیت نه یوازې هغه جینونه له لاسه ورکوي چې نور د داخلي چاپیریال کې د هغې د بقا لپاره اړین ندي. دا د پرازیتونو نفوس ناتواني ده چې په مؤثره توګه د وقفې وقفې زیان رسونکي بدلونونه له منځه یوسي چې دا بدلونونه د جینوم په اوږدو کې راټولیږي، پشمول د دوی خورا مهم جینونه.
د جینوم کمولو په اړه زموږ د اوسني پوهې ډیره برخه یوازې د جینوم ترتیبونو پرتلنې پورې اړه لري، په اصلي مالیکولونو کې بدلونونو ته لږ پام کیږي چې د کور ساتنې دندې ترسره کوي او د احتمالي درملو هدفونو په توګه کار کوي. پرتلیزو مطالعاتو ښودلې چې د زیان رسونکي داخلي مایکروبیل بدلونونو بار داسې ښکاري چې پروټینونه او نیوکلیک اسیدونه د غلط پوښلو او راټولولو لپاره وړاندیز کوي، دوی د تودوخې لپاره ډیر چپرون پورې تړلي او هایپر حساس کوي19,20,21,22,23. سربیره پردې، مختلف پرازیتونه - خپلواک ارتقا کله ناکله د 2.5 ملیارد کلونو پورې جلا شوي - د دوی د پروټین ترکیب5,6 او د DNA ترمیم میکانیزمونو کې د کیفیت کنټرول مرکزونو ورته زیان تجربه کړی24. په هرصورت، د حجروي میکرو مالیکولونو په نورو ټولو ملکیتونو باندې د داخلي ژوند طرز اغیزې په اړه لږ څه پیژندل شوي، پشمول د زیان رسونکي داخلي بدلونونو د زیاتیدونکي بار سره د مالیکولر تطابق.
په دې کار کې، د داخلي مایکرو ارګانیزمونو د پروټینونو او نیوکلیک اسیدونو د ارتقا د ښه پوهیدو لپاره، موږ د داخلي پرازیت انسیفالیټوزون کنیکولي د ریبوزومونو جوړښت مشخص کړ. ای. کنیکولي د فنګس په څیر ژوندی موجود دی چې د پرازیتي مایکروسپوریډیا ډلې پورې اړه لري چې غیر معمولي کوچني یوکاریوټیک جینومونه لري او له همدې امله د جینوم تخریب 25,26,27,28,29,30 مطالعې لپاره د ماډل ارګانیزمونو په توګه کارول کیږي. پدې وروستیو کې، د مایکروسپوریډیا، پیرانوزیما لوکسټای، او ویریمورفا نیکاتریکس 31,32 (~3.2 Mb جینوم) د معتدل کم شوي جینومونو لپاره د کریو-ای ایم ریبوزوم جوړښت ټاکل شوی. دا جوړښتونه وړاندیز کوي چې د rRNA امپلیفیکیشن ځینې زیان د ګاونډیو ریبوزوم پروټینونو ترمنځ د نوي اړیکو پراختیا یا د نوي msL131,32 ریبوزوم پروټینونو ترلاسه کولو سره جبران کیږي. د انسیفالیټوزون ډولونه (جینوم ~ 2.5 ملیون bp)، د دوی نږدې خپلوان اورډوسپورا سره، په یوکاریوټونو کې د جینوم کمښت وروستۍ درجې ښیې - دوی د 2000 څخه کم پروټین کوډ کولو جینونه لري، او تمه کیږي چې د دوی ریبوزومونه نه یوازې د rRNA توسیع ټوټو څخه بې برخې وي (rRNA ټوټې چې د یوکاریوټیک ریبوزومونه د باکتریا ریبوزومونو څخه توپیر کوي) د E. cuniculi جینوم کې د دوی د هومولوګونو نشتوالي له امله څلور ریبوزوم پروټینونه هم لري 26,27,28. له همدې امله، موږ پایله وکړه چې د E. cuniculi ریبوزوم کولی شي د جینوم تخریب لپاره د مالیکولر تطابق لپاره دمخه نامعلومې ستراتیژۍ څرګندې کړي.
زموږ د کریو-ای ایم جوړښت د یوکریوټیک سایټوپلاسمیک رایبوزوم ترټولو کوچنی استازیتوب کوي چې مشخص کیږي او په دې اړه بصیرت چمتو کوي چې څنګه د جینوم کمولو وروستۍ کچه د مالیکولي ماشین جوړښت، راټولولو او ارتقا اغیزه کوي چې د حجرو لپاره لازمي دي. موږ وموندله چې د E. cuniculi رایبوزوم د RNA فولډ کولو او رایبوزوم اسمبلۍ ډیری پراخه ساتل شوي اصول سرغړونه کوي، او یو نوی، مخکې نامعلوم رایبوزوم پروټین کشف کړ. په ناڅاپي ډول، موږ ښیې چې مایکروسپوریډیا رایبوزومونه د کوچنیو مالیکولونو تړلو وړتیا رامینځته کړې، او فرضیه کوو چې په rRNA او پروټینونو کې لنډول ارتقايي نوښتونه رامینځته کوي چې ممکن په نهایت کې رایبوزوم ته ګټور ځانګړتیاوې ورکړي.
د داخلي ژوندیو موجوداتو کې د پروټینونو او نیوکلیک اسیدونو د ارتقا په اړه زموږ د پوهې د ښه کولو لپاره، موږ پریکړه وکړه چې د اخته شوي تی لرونکو حجرو له کلتورونو څخه د E. cuniculi سپورونه جلا کړو ترڅو د دوی ریبوزومونه پاک کړو او د دې ریبوزومونو جوړښت وټاکو. د پرازیتي مایکروسپوریډیا لوی شمیر ترلاسه کول ستونزمن دي ځکه چې مایکروسپوریډیا په غذايي موادو کې نشي کرل کیدی. پرځای یې، دوی یوازې د کوربه حجرو دننه وده کوي او بیا تولید کوي. له همدې امله، د ریبوزوم پاکولو لپاره د E. cuniculi بایوماس ترلاسه کولو لپاره، موږ د تی لرونکو پښتورګو حجرو لاین RK13 د E. cuniculi سپورونو سره اخته کړ او دا اخته شوي حجرې یې د څو اونیو لپاره کلتور کړې ترڅو E. cuniculi ته اجازه ورکړي چې وده وکړي او ضرب کړي. د شاوخوا نیم مربع مترو د اخته شوي حجرو مونو لییر په کارولو سره، موږ وکولی شو شاوخوا 300 ملی ګرامه مایکروسپوریډیا سپورونه پاک کړو او د ریبوزومونو جلا کولو لپاره یې وکاروو. بیا موږ پاک شوي سپورونه د شیشې مڼو سره ګډوډ کړل او خام ریبوزومونه یې د لایسیټونو د مرحله وار پولیټین ګلایکول فریکشن په کارولو سره جلا کړل. دې موږ ته اجازه راکړه چې د ساختماني تحلیل لپاره شاوخوا 300 µg خام E. cuniculi ribosomes ترلاسه کړو.
بیا موږ د رایبوزوم نمونو په کارولو سره د کریو-EM انځورونه راټول کړل او دا انځورونه د لوی رایبوزوم سب یونټ، کوچني سب یونټ سر، او کوچني سب یونټ سره مطابقت لرونکي ماسکونو په کارولو سره پروسس کړل. د دې پروسې په جریان کې، موږ د شاوخوا 108,000 رایبوزوم ذراتو انځورونه او د 2.7 Å ریزولوشن سره محاسبه شوي کریو-EM انځورونه راټول کړل (ضمیمه انځورونه 1-3). بیا موږ د ای. کیونیکولي رایبوزومونو سره تړلي rRNA، رایبوزوم پروټین، او هایبرنیشن فکتور Mdf1 ماډل کولو لپاره د کریو-EM انځورونه وکارول (شکل 1a، b).
د E. cuniculi ribosome جوړښت د خوب فکتور Mdf1 (pdb id 7QEP) سره په ترکیب کې. b د خوب فکتور Mdf1 نقشه چې د E. cuniculi ribosome سره تړاو لري. c د ثانوي جوړښت نقشه چې په مایکروسپوریډین ډولونو کې ترلاسه شوي rRNA د پیژندل شوي رایبوسوم جوړښتونو سره پرتله کوي. پینلونه د پراخ شوي rRNA ټوټو (ES) او رایبوسوم فعال سایټونو موقعیت ښیې، پشمول د کوډ کولو سایټ (DC)، sarcinicin loop (SRL)، او د پیپټیډیل لیږد مرکز (PTC). d د E. cuniculi ribosome د پیپټیډیل لیږد مرکز سره مطابقت لرونکي الکترون کثافت وړاندیز کوي چې دا کتلټیک سایټ د E. cuniculi پرازیت او د هغې کوربه کې ورته جوړښت لري، پشمول د H. sapiens. e، f د کوډ کولو مرکز (e) اړونده الکترون کثافت او د کوډ کولو مرکز (f) سکیماتیک جوړښت ښیي چې E. cuniculi په ډیری نورو یوکاریوټونو کې د A1491 (E. coli numbering) پرځای U1491 پاتې شوني لري. دا بدلون وړاندیز کوي چې E. cuniculi ممکن د انټي بیوټیکونو سره حساس وي چې دا فعال سایټ په نښه کوي.
د V. necatrix او P. locustae ribosomes د پخوانیو تاسیس شویو جوړښتونو برعکس (دواړه جوړښتونه د ورته مایکروسپوریډیا کورنۍ Nosematidae استازیتوب کوي او یو بل ته ډیر ورته دي)، 31,32 E. cuniculi ribosomes د rRNA او پروټین ټوټې کولو ډیری پروسې څخه تیریږي. نور تخفیف (ضمیمه شکلونه 4-6). په rRNA کې، ترټولو حیرانونکي بدلونونه د پراخ شوي 25S rRNA ټوټې ES12L بشپړ ضایع کول او د h39، h41، او H18 هیلیسونو جزوي تخریب شامل وو (انځور 1c، ضمیمه شکل 4). د ریبوسومل پروټینونو په مینځ کې، ترټولو حیرانونکي بدلونونه د eS30 پروټین بشپړ ضایع کول او د eL8، eL13، eL18، eL22، eL29، eL40، uS3، uS9، uS14، uS17، او eS7 پروټینونو لنډول شامل وو (ضمیمه شکلونه 4، 5).
په دې توګه، د انسیفالوټوزون/اورډوسپورا ډولونو د جینومونو خورا کمښت د دوی د ریبوزوم جوړښت کې منعکس کیږي: د E. cuniculi ribosomes د یوکاریوټیک سایټوپلاسمیک ریبوزومونو کې د پروټین مینځپانګې خورا ډراماتیک زیان تجربه کوي چې د جوړښتي ځانګړتیا تابع دي، او دوی حتی هغه rRNA او پروټین ټوټې نلري چې په پراخه کچه نه یوازې په یوکاریوټونو کې، بلکې د ژوند په دریو برخو کې هم ساتل کیږي. د E. cuniculi ribosome جوړښت د دې بدلونونو لپاره لومړی مالیکولي ماډل چمتو کوي او د تکاملي پیښو څرګندونه کوي چې د مقایسوي جینومیکونو او د انټراسیلولر بایومالیکول جوړښت مطالعاتو لخوا له پامه غورځول شوي دي (ضمیمه شکل 7). لاندې، موږ د دې پیښو هر یو د دوی احتمالي ارتقايي اصل او د ریبوزوم فعالیت باندې د دوی احتمالي اغیز سره تشریح کوو.
بیا موږ وموندله چې د لویو rRNA ټرنکیشنونو سربیره، د E. cuniculi ribosomes د دوی په یوه فعال ځای کې د rRNA توپیرونه لري. که څه هم د E. cuniculi ribosome د پیپټیډیل ټرانسفریز مرکز د نورو یوکاریوټیک رایبوزومونو په څیر جوړښت لري (انځور 1d)، د کوډ کولو مرکز د نیوکلیوټایډ 1491 کې د ترتیب توپیر له امله توپیر لري (E. coli numbering، انځور 1e، f). دا مشاهده مهمه ده ځکه چې د یوکاریوټیک رایبوزومونو د کوډ کولو ځای معمولا د باکتریا ډوله پاتې شونو A1408 او G1491 په پرتله د G1408 او A1491 پاتې شونو لري. دا توپیر د باکتریا او یوکاریوټیک رایبوزومونو مختلف حساسیت د ریبوسومل انټي بیوټیکونو امینوګلایکوسایډ کورنۍ او نورو کوچنیو مالیکولونو ته چې د کوډ کولو ځای په نښه کوي لاندې کوي. د E. cuniculi ribosome د کوډ کولو ځای کې، د A1491 پاتې شونو د U1491 سره بدل شو، په بالقوه توګه د دې فعال سایټ په نښه کولو کوچني مالیکولونو لپاره یو ځانګړی پابند انٹرفیس رامینځته کوي. ورته A14901 ډول په نورو مایکروسپوریډیا لکه P. locustae او V. necatrix کې هم شتون لري، چې دا وړاندیز کوي چې دا د مایکروسپوریډیا ډولونو کې پراخه ده (انځور 1f).
ځکه چې زموږ د E. cuniculi ribosome نمونې د میټابولیک غیر فعال سپورونو څخه جلا شوي وې، موږ د E. cuniculi د کریو-EM نقشه د فشار یا لوږې شرایطو لاندې د مخکې تشریح شوي ریبوزوم تړلو لپاره ازموینه وکړه. د خوب عوامل 31,32,36,37, 38. موږ د خوب کولو ریبوزوم پخوانۍ رامینځته شوې جوړښت د E. cuniculi ribosome د کریو-EM نقشې سره سمون ورکړ. د ډاک کولو لپاره، S. cerevisiae ribosomes د خوب کولو فاکتور Stm138 سره په کمپلیکس کې، د ملخانو ریبوزومونه د Lso232 فاکتور سره په کمپلیکس کې، او V. necatrix ribosomes د Mdf1 او Mdf231 فاکتورونو سره په کمپلیکس کې کارول شوي. په ورته وخت کې، موږ د کریو-EM کثافت د آرام فاکتور Mdf1 سره مطابقت وموند. د Mdf1 د V. necatrix ribosome سره د تړلو په څیر، Mdf1 هم د E. cuniculi ribosome سره تړلی دی، چیرته چې دا د ribosome E سایټ بندوي، احتمال لري چې د ribosomes شتون کې مرسته وکړي کله چې پرازیت سپورونه د بدن غیر فعال کیدو وروسته میټابولیک غیر فعال شي (شکل 2).
Mdf1 د رایبوزوم E سایټ بندوي، کوم چې داسې ښکاري چې د رایبوزوم غیر فعالولو کې مرسته کوي کله چې پرازیت سپورونه په میټابولیک ډول غیر فعال شي. د E. cuniculi رایبوزوم په جوړښت کې، موږ وموندله چې Mdf1 د L1 رایبوزوم ډډ سره یو پخوانی نامعلوم تماس جوړوي، د رایبوزوم هغه برخه چې د پروټین ترکیب په جریان کې د رایبوزوم څخه د ډیسیلیټ شوي tRNA خوشې کول اسانه کوي. دا اړیکې وړاندیز کوي چې Mdf1 د ډیسیلیټ شوي tRNA په څیر ورته میکانیزم په کارولو سره له رایبوزوم څخه جلا کیږي، د دې لپاره ممکنه توضیحات چمتو کوي چې څنګه رایبوزوم د پروټین ترکیب بیا فعالولو لپاره Mdf1 لرې کوي.
په هرصورت، زموږ جوړښت د Mdf1 او L1 رایبوزوم پښې ترمنځ یو نامعلوم تماس څرګند کړ (د رایبوزوم هغه برخه چې د پروټین ترکیب په جریان کې د رایبوزوم څخه د ډیسیلیټ شوي tRNA خوشې کولو کې مرسته کوي). په ځانګړي توګه، Mdf1 د ډیسیلیټ شوي tRNA مالیکول د زنګون برخې په څیر ورته تماسونه کاروي (شکل 2). دا دمخه نامعلوم مالیکولر ماډلینګ ښودلې چې Mdf1 د ډیسیلیټ شوي tRNA په څیر ورته میکانیزم په کارولو سره له رایبوزوم څخه جلا کیږي، کوم چې تشریح کوي چې څنګه رایبوزوم د پروټین ترکیب بیا فعالولو لپاره دا هایبرنیشن فکتور لرې کوي.
کله چې د rRNA ماډل جوړوو، موږ وموندله چې د E. cuniculi ribosome په غیر معمولي ډول د rRNA ټوټې پوښلي دي، کوم چې موږ یې فیوز شوی rRNA بولو (شکل 3). په ریبوزومونو کې چې د ژوند درې ډومینونه پوښي، rRNA په جوړښتونو کې پوښل کیږي چیرې چې ډیری rRNA اساسات یا اساس جوړه کوي او یو بل سره پوښل کیږي یا د ریبوزوم پروټینونو سره تعامل کوي 38,39,40. په هرصورت، په E. cuniculi ribosomes کې، rRNAs داسې ښکاري چې د دوی ځینې هیلیکلونه په خلاص شوي rRNA سیمو بدلولو سره د دې پوښ کولو اصل څخه سرغړونه کوي.
د H18 25S rRNA هیلیکس جوړښت په S. cerevisiae، V. necatrix، او E. cuniculi کې. په عمومي ډول، په دریو ژوندیو ډومینونو کې د رایبوزومونو کې، دا لینکر په یوه RNA هیلیکس کې کنډک کیږي چې له 24 څخه تر 34 پاتې شونو پورې لري. په مایکروسپوریډیا کې، برعکس، دا rRNA لینکر په تدریجي ډول دوه واحد سټرنډډ یوریډین بډایه لینکرونو ته راټیټیږي چې یوازې 12 پاتې شونو لري. ډیری دا پاتې شونو محلولونو ته ښکاره کیږي. ارقام ښیې چې پرازیتي مایکروسپوریډیا د rRNA فولډ کولو عمومي اصولو څخه سرغړونه کوي، چیرې چې د rRNA اساسات معمولا نورو اساساتو سره یوځای کیږي یا د rRNA-پروټین تعاملاتو کې ښکیل وي. په مایکروسپوریډیا کې، ځینې rRNA ټوټې په یو نامناسب پوښ کې راځي، په کوم کې چې پخوانی rRNA هیلیکس یو واحد سټرنډډ ټوټه کیږي چې تقریبا په مستقیم کرښه کې اوږد شوی. د دې غیر معمولي سیمو شتون مایکروسپوریډیا rRNA ته اجازه ورکوي چې د RNA لږترلږه شمیر اساساتو په کارولو سره لرې rRNA ټوټې وتړي.
د دې ارتقايي لیږد تر ټولو حیرانونکې بیلګه په H18 25S rRNA هیلیکس کې لیدل کیدی شي (شکل 3). د E. coli څخه انسانانو ته په ډولونو کې، د دې rRNA هیلیکس اساسات 24-32 نیوکلیوټایډونه لري، چې یو څه غیر منظم هیلیکس جوړوي. د V. necatrix او P. locustae څخه دمخه پیژندل شوي ریبوسومال جوړښتونو کې، 31,32 د H18 هیلیکس اساسات په جزوي ډول خلاص شوي، مګر د نیوکلیوټایډ اساس جوړه ساتل کیږي. په هرصورت، په E. cuniculi کې دا rRNA ټوټه ترټولو لنډ لینکرونه 228UUUGU232 او 301UUUUUUUUUU307 کیږي. د عادي rRNA ټوټو برعکس، دا یوریډین بډایه لینکرونه کویل نه کوي یا د ریبوسومال پروټینونو سره پراخه اړیکه نه نیسي. پرځای یې، دوی محلول خلاص او په بشپړ ډول خلاص شوي جوړښتونه غوره کوي چې پکې د rRNA تارونه تقریبا مستقیم غځول کیږي. دا غځېدلی جوړښت تشریح کوي چې څنګه E. cuniculi یوازې د 12 RNA اساساتو څخه کار اخلي ترڅو د H16 او H18 rRNA هیلیسونو ترمنځ 33 Å تشه ډکه کړي، پداسې حال کې چې نور ډولونه د تشې ډکولو لپاره لږترلږه دوه چنده ډیرو rRNA اساساتو ته اړتیا لري.
په دې توګه، موږ کولی شو وښیو چې، د انرژي له پلوه نامناسب فولډنګ له لارې، پرازیتي مایکروسپوریډیا یوه ستراتیژي رامینځته کړې چې حتی هغه rRNA برخې چې د ژوند په دریو برخو کې په پراخه کچه ساتل کیږي، د انقباض کولو لپاره رامینځته کړي. ظاهرا، د هغو بدلونونو په راټولولو سره چې rRNA هیلیسونه په لنډو پولی-U لینکرونو بدلوي، E. cuniculi کولی شي غیر معمولي rRNA ټوټې رامینځته کړي چې د لرې پرتو rRNA ټوټو د تړلو لپاره د امکان تر حده لږ نیوکلیوټایډونه لري. دا مرسته کوي چې تشریح کړي چې څنګه مایکروسپوریډیا د دوی د جوړښتي او فعال بشپړتیا له لاسه ورکولو پرته د دوی په اساسي مالیکولي جوړښت کې ډراماتیک کمښت ترلاسه کړ.
د E. cuniculi rRNA بله غیر معمولي ځانګړتیا د rRNA ظاهري بڼه ده پرته له ضخامت څخه (انځور 4). بلجونه د نیوکلیوټایډونو څخه دي چې د اساس جوړو پرته دي چې د RNA هیلیکس څخه بهر راښکته کیږي پرځای یې چې په کې پټ شي. ډیری rRNA پروټروژنونه د مالیکولي چپکونکو په توګه عمل کوي، د نږدې ریبوسومل پروټینونو یا نورو rRNA ټوټو سره تړلو کې مرسته کوي. ځینې بلجونه د هینګونو په توګه عمل کوي، د rRNA هیلیکس ته اجازه ورکوي چې د تولیدي پروټین ترکیب لپاره په غوره توګه انعطاف او تاو شي 41.
د RRNA پروټروژن (S. cerevisiae numbering) د E. cuniculi ribosome جوړښت څخه غیر حاضر دی، مګر په ډیری نورو eukaryotes کې شتون لري b E. coli، S. cerevisiae، H. sapiens، او E. cuniculi داخلي ribosomes. پرازیتونو کې ډیری لرغوني، خورا ساتل شوي rRNA bulges شتون نلري. دا ضخامت د rRNA جوړښت ثبات کوي؛ له همدې امله، په مایکروسپوریډیا کې د دوی نشتوالی په مایکروسپوریډیا پرازیتونو کې د rRNA فولډ کولو کم ثبات په ګوته کوي. د P ډډونو سره پرتله کول (په باکتریا کې L7/L12 ډډونه) ښیې چې د rRNA bumps له لاسه ورکول ځینې وختونه د ورک شوي bumps تر څنګ د نوي bumps څرګندیدو سره سمون لري. په 23S/28S rRNA کې H42 هیلیکس یو لرغونی bumps لري (U1206 په Saccharomyces cerevisiae کې) چې د ژوند په دریو برخو کې د ساتنې له امله لږترلږه 3.5 ملیارد کاله زوړ اټکل کیږي. په مایکروسپوریډیا کې، دا bumps له منځه وړل کیږي. خو، د ورک شوي بلج تر څنګ یو نوی بلج راڅرګند شو (A1306 په E. cuniculi کې).
په حیرانونکي ډول، موږ وموندله چې د E. cuniculi ribosomes ډیری rRNA bulges نلري چې په نورو ډولونو کې موندل کیږي، په شمول د 30 څخه ډیر bulges چې په نورو eukaryotes کې ساتل شوي دي (انځور 4a). دا ضایع د ribosomal subunits او نږدې rRNA helices ترمنځ ډیری اړیکې له منځه وړي، ځینې وختونه د ribosome دننه لوی تشې خلاوې رامینځته کوي، چې د E. cuniculi ribosome د ډیرو دودیزو ribosomes په پرتله ډیر سوري کوي (انځور 4b). د پام وړ، موږ وموندله چې د دې bulges ډیری یې په تیرو پیژندل شویو V. necatrix او P. locustae ribosome جوړښتونو کې هم ورک شوي، کوم چې د پخوانیو ساختماني تحلیلونو لخوا له پامه غورځول شوي وو 31,32.
ځینې ​​وختونه د rRNA پړسوبونو له لاسه ورکول د ورک شوي پړسوب تر څنګ د نویو پړسوبونو د پراختیا سره مل وي. د مثال په توګه، د رایبوسوم P-ډډ یو U1208 پړسوب لري (په Saccharomyces cerevisiae کې) چې د E. coli څخه انسانانو ته ژوندی پاتې شوی او له همدې امله اټکل کیږي چې 3.5 ملیارد کاله زوړ دی. د پروټین ترکیب په جریان کې، دا پړسوب د P ډډ سره د خلاص او تړلو جوړښتونو ترمنځ حرکت کولو کې مرسته کوي ترڅو رایبوسوم وکولی شي د ژباړې عوامل استخدام کړي او فعال ځای ته یې ورسوي. په E. cuniculi ribosomes کې، دا ضخامت شتون نلري؛ په هرصورت، یو نوی ضخامت (G883) چې یوازې په دریو اساس جوړو کې موقعیت لري کولی شي د P ډډ د غوره انعطاف بیا رغونه کې مرسته وکړي (انځور 4c).
د rRNA په اړه زموږ معلومات پرته له پړسوب څخه ښیي چې د rRNA کمول د رایبوزوم په سطحه د rRNA عناصرو له لاسه ورکولو پورې محدود نه دي، بلکې ممکن د رایبوزوم نیوکلیوس هم پکې شامل وي، چې د پرازیت ځانګړي مالیکولي نیمګړتیا رامینځته کوي چې په آزاد ژوندیو حجرو کې نه ده تشریح شوې. ژوندي ډولونه لیدل کیږي.
د کانونیکي ریبوسومل پروټینونو او rRNA ماډل کولو وروسته، موږ وموندله چې دودیز ریبوسومل اجزا د کریو-EM عکس درې برخې نشي تشریح کولی. د دې ټوټو څخه دوه یې د اندازې کوچني مالیکولونه دي (انځور 5، ضمیمه انځور 8). لومړۍ برخه د ریبوسومل پروټینونو uL15 او eL18 ترمنځ په هغه موقعیت کې سینڈوچ شوې ده چې معمولا د eL18 د C-ټرمینس لخوا نیول کیږي، کوم چې په E. cuniculi کې لنډ شوی. که څه هم موږ نشو کولی د دې مالیکول پیژندنه وټاکو، د دې کثافت ټاپو اندازه او شکل د سپرمیډین مالیکولونو شتون لخوا ښه تشریح شوی. د ریبوسومل سره د هغې تړل د uL15 پروټینونو (Asp51 او Arg56) کې د مایکروسپوریډیا ځانګړي بدلونونو لخوا ثبات لري، کوم چې داسې ښکاري چې د دې کوچني مالیکول لپاره د ریبوسومل تړاو زیاتوي، ځکه چې دوی uL15 ته اجازه ورکوي چې کوچنی مالیکول په ریبوسومل جوړښت کې وتړي. ضمیمه انځور 2). 8، اضافي معلومات 1، 2).
د کریو-ایم امیجنگ چې د ای. کیونیکولي رایبوزوم پورې تړلي د ریبوز څخه بهر د نیوکلیوټایډونو شتون ښیې. په ای. کیونیکولي رایبوزوم کې، دا نیوکلیوټایډ د 25S rRNA A3186 نیوکلیوټایډ (Saccharomyces cerevisiae numbering) په څیر په ډیری نورو یوکاریوټیک ریبوزومونو کې ورته ځای نیسي. b د ای. کیونیکولي په ریبوزوم جوړښت کې، دا نیوکلیوټایډ د ریبوزوم پروټینونو uL9 او eL20 ترمنځ موقعیت لري، په دې توګه د دوو پروټینونو ترمنځ اړیکه ثبات کوي. cd د مایکروسپوریډیا ډولونو ترمنځ د eL20 ترتیب ساتنې تحلیل. د مایکروسپوریډیا ډولونو (c) فایلوجینیک ونې او د eL20 پروټین (d) څو ترتیب سمون ښیې چې د نیوکلیوټایډ تړلو پاتې شوني F170 او K172 په ډیری عادي مایکروسپوریډیا کې ساتل کیږي، د S. lophii پرته، د لومړني شاخ کولو مایکروسپوریډیا پرته، کوم چې د ES39L rRNA توسیع ساتلی. دا ارقام ښیي چې د نیوکلیوټایډ تړلو پاتې شوني F170 او K172 یوازې د خورا کم شوي مایکروسپوریډیا جینوم په eL20 کې شتون لري، مګر په نورو یوکاریوټونو کې نه. په ټولیز ډول، دا معلومات وړاندیز کوي چې مایکروسپوریډیان ریبوزومونه د نیوکلیوټایډ تړلو سایټ رامینځته کړی چې داسې ښکاري چې د AMP مالیکولونه وتړي او د ریبوسومل جوړښت کې د پروټین-پروټین تعاملاتو ثبات لپاره یې کاروي. په مایکروسپوریډیا کې د دې تړلو سایټ لوړ محافظت او په نورو یوکاریوټونو کې د هغې نشتوالی وړاندیز کوي چې دا سایټ ممکن د مایکروسپوریډیا لپاره د بقا انتخابي ګټه چمتو کړي. په دې توګه، په مایکروسپوریډیا ریبوزوم کې د نیوکلیوټایډ تړلو جیب د rRNA تخریب د تخریب ځانګړتیا یا پای بڼه نه ښکاري لکه څنګه چې مخکې تشریح شوي، بلکه یو ګټور ارتقايي نوښت دی چې مایکروسپوریډیا ریبوزوم ته اجازه ورکوي چې په مستقیم ډول کوچني مالیکولونه وتړي، دوی د مالیکولر ودانۍ بلاکونو په توګه کاروي. د ریبوزومونو لپاره د ودانۍ بلاکونه. دا کشف مایکروسپوریډیا ریبوزوم یوازینی ریبوزوم جوړوي چې د یو واحد نیوکلیوټایډ د خپل ساختماني ودانۍ بلاک په توګه کارولو لپاره پیژندل کیږي. f فرضي ارتقايي لاره چې د نیوکلیوټایډ تړلو څخه اخیستل شوې.
دوهم ټیټ مالیکولي وزن کثافت د ریبوسومل پروټینونو uL9 او eL30 ترمنځ په انٹرفیس کې موقعیت لري (انځور 5a). دا انٹرفیس دمخه د Saccharomyces cerevisiae ribosome په جوړښت کې د rRNA A3186 (د ES39L rRNA توسیع برخه) 38 د 25S نیوکلیوټایډ لپاره د تړلو ځای په توګه تشریح شوی و. دا ښودل شوې وه چې په تخریب شوي P. locustae ES39L ریبوسومز کې، دا انٹرفیس یو نامعلوم واحد نیوکلیوټایډ 31 سره تړلی دی، او داسې انګیرل کیږي چې دا نیوکلیوټایډ د rRNA کم شوی وروستی بڼه ده، په کوم کې چې د rRNA اوږدوالی ~130-230 اساسات دي. ES39L یو واحد نیوکلیوټایډ 32.43 ته راټیټ شوی. زموږ د cryo-EM انځورونه د دې نظر ملاتړ کوي چې کثافت د نیوکلیوټایډونو لخوا تشریح کیدی شي. په هرصورت، زموږ د جوړښت لوړ ریزولوشن وښودله چې دا نیوکلیوټایډ یو extraribosomal مالیکول دی، احتمالا AMP (انځور 5a، b).
بیا موږ وپوښتل چې ایا د نیوکلیوټایډ تړلو ځای په E. cuniculi ribosome کې څرګند شو یا دا چې دا دمخه شتون درلود. څرنګه چې د نیوکلیوټایډ تړل په عمده توګه د eL30 ribosomal پروټین کې د Phe170 او Lys172 پاتې شونو لخوا منځګړیتوب کیږي، موږ د دې پاتې شونو ساتنه په 4396 استازو یوکاریوټونو کې ارزولې. لکه څنګه چې پورته د uL15 په قضیه کې، موږ وموندله چې د Phe170 او Lys172 پاتې شونو یوازې په عادي مایکروسپوریډیا کې خورا ساتل کیږي، مګر په نورو یوکاریوټونو کې غیر حاضر دي، پشمول د غیر معمولي مایکروسپوریډیا میتوسپوریډیم او امفیامبلیز، په کوم کې چې د ES39L rRNA ټوټه 44، 45، 46 کمه شوې نه ده (انځور 5c). -e).
په ګډه سره، دا معلومات د دې مفکورې ملاتړ کوي چې E. cuniculi او ممکن نورو کینونیکي مایکروسپوریډیا د rRNA او پروټین کچې کمښت لپاره د جبران کولو لپاره د ریبوزوم جوړښت کې د لوی شمیر کوچني میټابولیتونو په مؤثره توګه نیولو وړتیا رامینځته کړې. په دې کولو سره، دوی د ریبوزوم څخه بهر نیوکلیوټایډونو تړلو لپاره یو ځانګړی وړتیا رامینځته کړې، دا ښیې چې پرازیتي مالیکولي جوړښتونه د ډیری کوچني میټابولیتونو په نیولو او د تخریب شوي RNA او پروټین ټوټو د جوړښتي تقلید په توګه کارولو سره تاوان ورکوي.
زموږ د کریو-EM نقشې دریمه غیر نقلي برخه، چې په لوی ریبوسومل فرعي واحد کې موندل شوې. زموږ د نقشې نسبتا لوړ ریزولوشن (2.6 Å) وړاندیز کوي چې دا کثافت د پروټینونو پورې اړه لري چې د لوی اړخ زنځیر پاتې شونو ځانګړي ترکیبونه لري، کوم چې موږ ته اجازه راکړه چې دا کثافت د پخوانۍ نامعلوم ریبوسومل پروټین په توګه وپیژنو چې موږ یې په توګه پیژندلی و. دا د msL2 (مایکروسپوریډیا-ځانګړی پروټین L2) په نوم یادیږي (میتودونه، شکل 6). زموږ د هومولوژي لټون ښودلې چې msL2 د انسفالیټر او اوروسپوریډیم جینس مایکروسپوریډیا کلیډ کې ساتل کیږي، مګر په نورو ډولونو کې شتون نلري، پشمول د نورو مایکروسپوریډیا. د ریبوسومل جوړښت کې، msL2 د پراخ شوي ES31L rRNA له لاسه ورکولو سره رامینځته شوی تشه نیسي. پدې تشه کې، msL2 د rRNA فولډینګ ثبات کې مرسته کوي او کولی شي د ES31L ضایع کیدو لپاره جبران کړي (شکل 6).
د الکترون کثافت او د مایکروسپوریډیا ځانګړي ریبوسومل پروټین msL2 ماډل چې په E. cuniculi ribosomes کې موندل کیږي. b ډیری یوکریوټیک ریبوسوملونه، په شمول د Saccharomyces cerevisiae 80S ریبوسومل، د ډیری مایکروسپوریډیایی ډولونو کې د ES19L rRNA امپلیفیکیشن له لاسه ورکړی دی. د V. necatrix microsporidia ribosome پخوانی تاسیس شوی جوړښت وړاندیز کوي چې په دې پرازیتونو کې د ES19L ضایع د نوي msL1 ریبوسومل پروټین د ارتقا له لارې جبران کیږي. پدې څیړنه کې، موږ وموندله چې E. cuniculi ribosome د ES19L د ضایع کیدو لپاره د ښکاره جبران په توګه یو اضافي ریبوسومل RNA نقلي پروټین هم رامینځته کړی. په هرصورت، msL2 (اوس مهال د فرضي ECU06_1135 پروټین په توګه تشریح شوی) او msL1 مختلف جوړښتي او ارتقايي اصلونه لري. د تکاملي پلوه غیر اړونده msL1 او msL2 ریبوسومل پروټینونو د نسل دا کشف وړاندیز کوي چې که ریبوسوملونه په خپلو rRNA کې زیان رسونکي بدلونونه راټول کړي، دوی کولی شي د نږدې اړونده ډولونو په یوه کوچنۍ فرعي سیټ کې د جوړښتي تنوع بې ساري کچه ترلاسه کړي. دا کشف کولی شي د مایټوکونډریال ریبوسوم اصل او ارتقا روښانه کولو کې مرسته وکړي، کوم چې د هغې د خورا کم شوي rRNA او په ټولو ډولونو کې د پروټین جوړښت کې غیر معمولي تغیر لپاره پیژندل کیږي.
بیا موږ د msL2 پروټین د مخکې تشریح شوي msL1 پروټین سره پرتله کړ، یوازینی پیژندل شوی مایکروسپوریډیا ځانګړی ریبوسومل پروټین چې په V. نیکاتریکس ریبوسوم کې موندل کیږي. موږ غوښتل چې ازموینه وکړو چې ایا msL1 او msL2 په ارتقايي ډول سره تړاو لري. زموږ تحلیل وښودله چې msL1 او msL2 په ریبوسومل جوړښت کې ورته غار نیسي، مګر مختلف لومړني او دریم جوړښتونه لري، کوم چې د دوی خپلواک ارتقايي اصل په ګوته کوي (شکل 6). په دې توګه، زموږ د msL2 کشف شواهد وړاندې کوي چې د کمپیکټ یوکریوټیک ډولونو ګروپونه کولی شي په خپلواکه توګه د جوړښتي پلوه جلا ریبوسومل پروټینونه رامینځته کړي ترڅو د rRNA ټوټو ضایع کیدو لپاره جبران شي. دا موندنه د پام وړ ده چې ډیری سایټوپلاسمیک یوکریوټیک ریبوسومونه یو غیر متغیر پروټین لري، پشمول د 81 ریبوسومل پروټینونو ورته کورنۍ. د پراخو rRNA برخو د ضایع کیدو په ځواب کې د مایکروسپوریډیا په مختلفو کلیډونو کې د msL1 او msL2 څرګندیدل وړاندیز کوي چې د پرازیتونو د مالیکولي جوړښت تخریب پرازیتونو ته د جبرانونکي بدلونونو په لټه کې کیدو لامل کیږي، کوم چې ممکن په پای کې د پرازیتونو په مختلفو جوړښتونو کې د دوی د ترلاسه کولو لامل شي.
په پای کې، کله چې زموږ ماډل بشپړ شو، موږ د E. cuniculi ribosome جوړښت د جینوم ترتیب څخه وړاندوینه شوي سره پرتله کړ. د eL14، eL38، eL41، او eS30 په ګډون ډیری ریبوسومل پروټینونه، مخکې فکر کیده چې د E. cuniculi جینوم څخه د دوی د هومولوګونو د څرګند نشتوالي له امله د E. cuniculi جینوم څخه ورک دي. د ډیری ریبوسومل پروټینونو ضایع کول په ډیری نورو خورا کم شوي انټراسیلولر پرازیتونو او انډوسایمبیونټونو کې هم وړاندوینه کیږي. د مثال په توګه، که څه هم ډیری آزاد ژوندي باکتریا د 54 ریبوسومل پروټینونو ورته کورنۍ لري، د دې پروټین کورنیو څخه یوازې 11 د کوربه محدود باکتریا په هر تحلیل شوي جینوم کې د کشف وړ هومولوګونه لري. د دې مفکورې په ملاتړ کې، د ریبوسومل پروټینونو ضایع په تجربه کې په V. necatrix او P. locustae microsporidia کې لیدل شوي، کوم چې eL38 او eL4131,32 پروټینونه نلري.
په هرصورت، زموږ جوړښتونه ښیي چې یوازې eL38، eL41، او eS30 په حقیقت کې په E. cuniculi ribosome کې ورک شوي دي. د eL14 پروټین ساتل شوی و او زموږ جوړښت وښودله چې ولې دا پروټین په هومولوژي لټون کې نشي موندل کیدی (شکل 7). په E. cuniculi ribosomes کې، د eL14 د تړلو ډیری برخه د rRNA-amplified ES39L د تخریب له امله له لاسه ورکوي. د ES39L په نشتوالي کې، eL14 خپل ډیری ثانوي جوړښت له لاسه ورکړ، او د eL14 ترتیب یوازې 18٪ په E. cuniculi او S. cerevisiae کې ورته و. د دې ضعیف ترتیب ساتنه د پام وړ ده ځکه چې حتی Saccharomyces cerevisiae او Homo sapiens - هغه ژوندي موجودات چې د 1.5 ملیارد کلونو په فاصله کې رامینځته شوي - په eL14 کې د ورته پاتې شونو له 51٪ څخه ډیر شریکوي. د ساتنې دا غیر معمولي زیان تشریح کوي چې ولې E. cuniculi eL14 اوس مهال د فرضي M970_061160 پروټین په توګه تشریح شوی او نه د eL1427 ریبوسومل پروټین په توګه.
او مایکروسپوریډیا رایبوزوم د ES39L rRNA توسیع له لاسه ورکړ، کوم چې د eL14 رایبوزوم پروټین د تړلو ځای په جزوي ډول له منځه یوړ. د ES39L په نشتوالي کې، د eL14 مایکروسپور پروټین د ثانوي جوړښت له لاسه ورکولو سره مخ کیږي، په کوم کې چې پخوانی rRNA-بندونکی α-هیلکس په لږترلږه اوږدوالي لوپ کې تخریب کیږي. b د څو ترتیبونو سمون ښیي چې eL14 پروټین په یوکاریوټیک ډولونو کې خورا خوندي دی (د خمیر او انساني هومولوګونو ترمنځ 57٪ ترتیب پیژندنه)، مګر په مایکروسپوریډیا کې ضعیف ساتل شوی او متفاوت دی (په کوم کې چې د 24٪ څخه ډیر پاتې شوني د eL14 هومولوګ سره ورته ندي). د S. cerevisiae یا H. sapiens څخه. د ترتیب دا ضعیف ساتنه او د ثانوي جوړښت بدلون تشریح کوي چې ولې eL14 هومولوګ هیڅکله په E. cuniculi کې نه دی موندل شوی او ولې فکر کیږي چې دا پروټین په E. cuniculi کې ورک شوی دی. په مقابل کې، E. cuniculi eL14 پخوا د فرضي M970_061160 پروټین په توګه تشریح شوی و. دا مشاهده وړاندیز کوي چې د مایکروسپوریډیا جینوم تنوع اوس مهال ډیر اټکل شوی: ځینې جینونه چې اوس مهال فکر کیږي په مایکروسپوریډیا کې ورک شوي په حقیقت کې ساتل شوي، که څه هم په خورا توپیر لرونکي بڼو کې؛ پرځای یې، ځینې فکر کیږي چې د چینجي ځانګړي پروټینونو لپاره د مایکروسپوریډیا جینونو لپاره کوډ کوي (د مثال په توګه، فرضي پروټین M970_061160) په حقیقت کې د نورو یوکاریوټونو کې موندل شوي خورا متنوع پروټینونو لپاره کوډ کوي.
دا موندنه ښیي چې د rRNA تخریب کولی شي په نږدې رایبوسوم پروټینونو کې د ترتیب ساتنې ډراماتیک زیان لامل شي، چې دا پروټینونه د هومولوژي لټونونو لپاره د کشف وړ نه ګرځوي. په دې توګه، موږ ممکن په کوچنیو جینوم ژوندی موجوداتو کې د مالیکولي تخریب اصلي درجې ډیر اټکل وکړو، ځکه چې ځینې پروټینونه چې فکر کیږي ورک شوي په حقیقت کې دوام لري، که څه هم په خورا بدل شوي بڼو کې.
پرازیتونه څنګه کولی شي د جینوم د خورا کمښت په شرایطو کې د خپلو مالیکولي ماشینونو فعالیت وساتي؟ زموږ څیړنه دې پوښتنې ته د E. cuniculi پیچلي مالیکولي جوړښت (ریبوزوم) تشریح کولو سره ځواب ورکوي، یو ژوندی موجود چې یو له کوچنیو یوکریوټیک جینومونو څخه دی.
دا نږدې دوه لسیزې راهیسې پیژندل شوي چې په مایکروبیل پرازیتونو کې پروټین او RNA مالیکولونه اکثرا د آزاد ژوندیو ډولونو کې د دوی همجنس مالیکولونو څخه توپیر لري ځکه چې دوی د کیفیت کنټرول مرکزونه نلري، په آزاد ژوندیو میکروبونو کې د دوی د اندازې 50٪ ته راټیټ شوي، او داسې نور. ډیری کمزوري بدلونونه چې د پوښلو او فعالیت مخه نیسي. د مثال په توګه، د کوچنیو جینوم ژوندیو موجوداتو ریبوزومونه، په شمول د ډیری داخلي پرازیتونو او انډوسایمبیونټونو، تمه کیږي چې د آزاد ژوندیو ډولونو په پرتله د ډیری ریبوزوم پروټینونو او د rRNA نیوکلیوټایډونو تر دریمې برخې پورې نشتوالی ولري 27، 29، 30، 49. په هرصورت، هغه لاره چې دا مالیکولونه په پرازیتونو کې فعالیت کوي په لویه کچه یو راز پاتې دی، په عمده توګه د پرتله کولو جینومیکونو له لارې مطالعه کیږي.
زموږ څېړنه ښيي چې د میکرو مالیکولونو جوړښت کولی شي د ارتقا ډیری اړخونه څرګند کړي چې د انټراسیلولر پرازیتونو او نورو کوربه محدود ژوندیو موجوداتو د دودیزو پرتله کونکو جینومیک مطالعاتو څخه استخراج کول ګران دي (ضمیمه انځور 7). د مثال په توګه، د eL14 پروټین مثال ښیي چې موږ کولی شو په پرازیتي ډولونو کې د مالیکولي اپریټس د تخریب اصلي درجې ډیر اټکل وکړو. انسیفالیټیک پرازیټونه اوس په سلګونو مایکروسپوریډیا ځانګړي جینونه لري. په هرصورت، زموږ پایلې ښیي چې د دې ظاهري مشخص جینونو څخه ځینې په حقیقت کې د جینونو خورا مختلف ډولونه دي چې په نورو یوکاریوټونو کې عام دي. سربیره پردې، د msL2 پروټین مثال ښیي چې موږ څنګه نوي ریبوسومل پروټینونه له پامه غورځوو او د پرازیتي مالیکولي ماشینونو مینځپانګه کمه اټکل کوو. د کوچنیو مالیکولونو مثال ښیي چې موږ څنګه کولی شو په پرازیتي مالیکولي جوړښتونو کې خورا هوښیار نوښتونه له پامه غورځوو چې کولی شي دوی ته نوي بیولوژیکي فعالیت ورکړي.
په ګډه سره، دا پایلې د کوربه محدود ژوندیو موجوداتو او په آزاد ژوندیو موجوداتو کې د دوی د سیالانو د مالیکولي جوړښتونو ترمنځ د توپیرونو په اړه زموږ پوهه ښه کوي. موږ ښیو چې مالیکولي ماشینونه، چې له اوږدې مودې راهیسې فکر کیده چې کم شوي، تخریب شوي، او د مختلفو کمزورو بدلونونو تابع دي، پرځای یې په سیستماتیک ډول له پامه غورځول شوي غیر معمولي جوړښتي ځانګړتیاو سیټ لري.
له بلې خوا، هغه غیر غټې rRNA ټوټې او فیوز شوې ټوټې چې موږ د E. cuniculi په رایبوزومونو کې وموندلې دا وړاندیز کوي چې د جینوم کمښت کولی شي حتی د اساسي مالیکولي ماشینونو هغه برخې بدلې کړي چې د ژوند په دریو برخو کې ساتل شوي دي - د ډولونو نږدې 3.5 ملیارد کاله خپلواک ارتقا وروسته.
د E. cuniculi ribosomes کې د بلج فری او فیوز شوي rRNA ټوټې د انډوسیمبیوټیک باکتریا کې د RNA مالیکولونو د پخوانیو مطالعاتو په رڼا کې ځانګړې علاقه لري. د مثال په توګه، په افیډ انډوسیمبیونټ بوچنیرا افیډیکولا کې، rRNA او tRNA مالیکولونه د A+T جوړښت تعصب او د غیر کینونیکل اساس جوړو 20,50 لوړ تناسب له امله د تودوخې حساس جوړښتونه لري. په RNA کې دا بدلونونه، او همدارنګه د پروټین مالیکولونو کې بدلونونه، اوس فکر کیږي چې د شریکانو په اړه د انډوسیمبیونټونو ډیر انحصار او د تودوخې لیږدولو لپاره د انډوسیمبیونټونو ناتواني مسؤلیت لري 21, 23. که څه هم پرازیتي مایکروسپوریډیا rRNA په ساختماني ډول جلا بدلونونه لري، د دې بدلونونو طبیعت وړاندیز کوي چې د تودوخې ثبات کم شوی او په چپیرون پروټینونو باندې لوړ انحصار ممکن د RNA مالیکولونو کې د کم شوي جینومونو سره عام ځانګړتیاوې وي.
له بلې خوا، زموږ جوړښتونه ښیي چې پرازیت مایکروسپوریډیا د پراخه ساتل شوي rRNA او پروټین ټوټو په وړاندې د مقاومت کولو لپاره یو ځانګړی وړتیا رامینځته کړې، د تخریب شوي rRNA او پروټین ټوټو د جوړښتي نقل په توګه د ډیری او په اسانۍ سره شتون لرونکي کوچني میټابولیتونو کارولو وړتیا رامینځته کوي. د مالیکولي جوړښت تخریب. . دا نظر د دې حقیقت لخوا ملاتړ کیږي چې کوچني مالیکولونه چې د E. cuniculi د rRNA او ریبوزومونو کې د پروټین ټوټو د ضایع کیدو لپاره تاوان ورکوي د uL15 او eL30 پروټینونو کې د مایکروسپوریډیا ځانګړي پاتې شونو سره تړل کیږي. دا وړاندیز کوي چې د ریبوزومونو سره د کوچنیو مالیکولونو تړل ممکن د مثبت انتخاب محصول وي، په کوم کې چې د ریبوزوم پروټینونو کې د مایکروسپوریډیا ځانګړي بدلونونه د دوی د وړتیا لپاره غوره شوي ترڅو د کوچنیو مالیکولونو لپاره د ریبوزومونو تړاو زیات کړي، کوم چې ممکن د ډیر اغیزمن ریبوزوم ژوندی موجوداتو لامل شي. دا کشف د مایکروبیل پرازیتونو په مالیکولي جوړښت کې یو هوښیار نوښت څرګندوي او موږ ته ښه پوهه راکوي چې څنګه د پرازیتي مالیکولي جوړښتونه د کمولو ارتقا سره سره خپل فعالیت ساتي.
اوس مهال، د دې کوچنیو مالیکولونو پیژندنه ناڅرګنده ده. دا روښانه نده چې ولې د ریبوسومل جوړښت کې د دې کوچنیو مالیکولونو بڼه د مایکروسپوریډیا ډولونو ترمنځ توپیر لري. په ځانګړې توګه، دا روښانه نده چې ولې د نیوکلیوټایډ تړل د E. cuniculi او P. locustae په ریبوسوملونو کې لیدل کیږي، او د V. necatrix په ریبوسوملونو کې نه، سره له دې چې د V. necatrix په eL20 او K172 پروټینونو کې د F170 پاتې شونو شتون لري. دا حذف ممکن د پاتې شونو 43 uL6 (د نیوکلیوټایډ تړل جیب سره نږدې موقعیت لري) له امله رامینځته شي، کوم چې په V. necatrix کې ټایروسین دی او په E. cuniculi او P. locustae کې تریونین نه دی. د Tyr43 لوی اروماتیک اړخ زنځیر کولی شي د سټیریک اوورلیپ له امله د نیوکلیوټایډ تړلو سره مداخله وکړي. په بدیل سره، د نیوکلیوټایډ ښکاره حذف ممکن د کریو-EM امیجنگ ټیټ ریزولوشن له امله وي، کوم چې د V. necatrix ribosomal ټوټو ماډلینګ مخه نیسي.
له بلې خوا، زموږ کار وړاندیز کوي چې د جینوم تخریب پروسه ممکن یو اختراعي ځواک وي. په ځانګړي توګه، د E. cuniculi ribosome جوړښت وړاندیز کوي چې په مایکروسپوریډیا ریبوزوم کې د rRNA او پروټین ټوټو ضایع کول ارتقايي فشار رامینځته کوي چې د ریبوزوم جوړښت کې بدلونونو ته وده ورکوي. دا ډولونه د ریبوزوم فعال ځای څخه لرې واقع کیږي او داسې ښکاري چې د ریبوزوم غوره اسمبلۍ ساتلو (یا بیا رغولو) کې مرسته کوي چې په بل ډول به د کم شوي rRNA لخوا ګډوډ شي. دا وړاندیز کوي چې د مایکروسپوریډیا ریبوزوم یو لوی نوښت داسې ښکاري چې د جین ډرافټ بفر کولو اړتیا ته وده ورکړې.
شاید دا د نیوکلیوټایډ تړلو له لارې غوره توضیح شي، کوم چې تر دې دمه په نورو ژوندیو موجوداتو کې هیڅکله نه دی لیدل شوی. دا حقیقت چې د نیوکلیوټایډ تړلو پاتې شوني په عادي مایکروسپوریډیا کې شتون لري، مګر په نورو یوکاریوټونو کې نه، وړاندیز کوي چې د نیوکلیوټایډ تړلو ځایونه یوازې هغه اثار ندي چې د ورکیدو په تمه دي، یا د rRNA لپاره وروستی ځای چې د انفرادي نیوکلیوټایډونو بڼه ته بیرته راستانه شي. پرځای یې، دا سایټ د یو ګټور ځانګړتیا په څیر ښکاري چې ممکن د مثبت انتخاب په څو پړاوونو کې رامینځته شوی وي. د نیوکلیوټایډ تړلو ځایونه ممکن د طبیعي انتخاب یو ضمني محصول وي: یوځل چې ES39L تخریب شي، مایکروسپوریډیا اړ کیږي چې د ES39L په نشتوالي کې د غوره ریبوزوم بایوجینیسیس بیرته راګرځولو لپاره خساره وغواړي. څرنګه چې دا نیوکلیوټایډ کولی شي په ES39L کې د A3186 نیوکلیوټایډ مالیکولي تماسونه تقلید کړي، د نیوکلیوټایډ مالیکول د ریبوزوم د ودانۍ بلاک کیږي، چې تړل یې د eL30 ترتیب د بدلون له لارې نور هم ښه کیږي.
د داخلي پرازیتونو د مالیکولي ارتقا په اړه، زموږ څیړنه ښیي چې د ډاروین طبیعي انتخاب او د جینوم تخریب جینیاتي جریان ځواکونه په موازي ډول کار نه کوي، بلکې څرخیدونکي دي. لومړی، جینیاتي جریان د بایومالیکولونو مهم ځانګړتیاوې له منځه وړي، چې جبران یې خورا اړین دی. یوازې هغه وخت چې پرازیتونه د ډاروین طبیعي انتخاب له لارې دا اړتیا پوره کړي د دوی میکرومالیکولونه به د دوی خورا اغیزمن او نوښتګر ځانګړتیاو رامینځته کولو فرصت ولري. په مهمه توګه، د E. cuniculi ribosome کې د نیوکلیوټایډ تړلو ځایونو ارتقا وړاندیز کوي چې د مالیکولي ارتقا دا زیان-ګټې نمونه نه یوازې زیان رسونکي بدلونونه کموي، بلکه ځینې وختونه په پرازیتي میکرومالیکولونو کې په بشپړ ډول نوي دندې وړاندې کوي.
دا مفکوره د سیویل رایټ د حرکت توازن تیوري سره مطابقت لري، کوم چې وايي چې د طبیعي انتخاب یو سخت سیسټم د ژوندیو موجوداتو وړتیا محدودوي چې نوښت وکړي 51,52,53. په هرصورت، که چیرې جینیاتي ډرافټ طبیعي انتخاب ګډوډ کړي، دا ډرافټ کولی شي داسې بدلونونه رامینځته کړي چې پخپله تطبیقي (یا حتی زیان رسونکي) ندي مګر د نورو بدلونونو لامل کیږي چې لوړ فټنس یا نوي بیولوژیکي فعالیت چمتو کوي. زموږ چوکاټ د دې مفکورې ملاتړ کوي د دې په ښودلو سره چې ورته ډول بدلون چې د بایومالیکول فولډ او فعالیت کموي د هغې د پرمختګ لپاره اصلي محرک ښکاري. د ګټونکي ارتقايي ماډل سره په مطابقت کې، زموږ څیړنه ښیې چې د جینوم تخریب، چې په دودیز ډول د تخریب پروسې په توګه لیدل کیږي، د نوښت یو لوی چلونکی هم دی، ځینې وختونه او شاید حتی ډیری وختونه میکرومالیکولونو ته اجازه ورکوي چې نوي پرازیتي فعالیتونه ترلاسه کړي. کولی شي دوی وکاروي.