Waad ku mahadsan tahay booqashada Nature.com. Nooca biraawsarka aad isticmaaleyso wuxuu leeyahay taageero CSS oo xaddidan. Waayo-aragnimada ugu fiican, waxaan kugula talineynaa inaad isticmaasho biraawsar la cusbooneysiiyay (ama aad joojiso Habka La-qabsiga ee Internet Explorer). Dhanka kale, si loo hubiyo taageerada joogtada ah, waxaan soo bandhigi doonnaa goobta iyada oo aan lahayn qaabab iyo JavaScript.
Horumarka dulinleyda microbial-ka waxaa ka mid ah iska caabinta xulashada dabiiciga ah, taas oo keenta in dulinku uu fiicnaado, iyo hidde-sidaha, kaas oo sababa dulinku inay lumiyaan hiddo-sideyaasha oo ay ururiyaan isbeddello waxyeello leh. Halkan, si loo fahmo sida ka hortaggani u dhaco miisaanka hal macromolecule, waxaan ku sharraxaynaa qaab-dhismeedka cryo-EM ee ribosome-ka Encephalitozoon cuniculi, oo ah noole eukaryotic ah oo leh mid ka mid ah hidde-sideyaasha ugu yar ee dabiiciga ah. Hoos u dhaca aadka u daran ee rRNA ee ribosomes-ka E. cuniculi waxaa la socda isbeddello qaab-dhismeed oo aan hore loo aqoon, sida horumarka isku-xidhayaasha rRNA ee isku-dhafan ee aan hore loo aqoon iyo rRNA oo aan lahayn barar. Intaa waxaa dheer, ribosome-ka E. cuniculi wuxuu ka badbaaday lumitaanka jajabyada rRNA iyo borotiinnada isagoo horumarinaya awoodda loo isticmaalo molecules-ka yaryar sida qaab-dhismeedka jajabyada rRNA ee burburay iyo borotiinnada. Guud ahaan, waxaan tusinaynaa in qaab-dhismeedka molecular-ka ee muddo dheer loo malaynayay in la dhimay, uu burburay, oo uu ku dhici karo isbeddellada daciifka ah ay leeyihiin tiro farsamooyin magdhow ah oo ka dhigaya kuwo firfircoon inkastoo ay jiraan foosha molecular-ka ee aadka u daran.
Maadaama inta badan kooxaha dulinleyda microbial-ka ay leeyihiin qalab molecular oo gaar ah si ay uga faa'iidaystaan ​​​​martigeliyayaashooda, badanaa waa inaan horumarinnaa daaweyn kala duwan oo loogu talagalay kooxaha kala duwan ee dulinleyda1,2. Si kastaba ha ahaatee, caddayn cusub ayaa soo jeedinaysa in qaar ka mid ah dhinacyada horumarinta dulinleyda ay yihiin kuwo isku dhafan oo inta badan la saadaalin karo, taasoo muujinaysa saldhig suurtagal ah oo loogu talagalay faragelinta daaweynta ballaaran ee dulinleyda microbial3,4,5,6,7,8,9.
Shaqooyinkii hore waxay aqoonsadeen isbeddel isbeddel oo caadi ah oo ku yimaada dulinnada yaryar ee loo yaqaan dhimista genome ama burburka genome10,11,12,13. Cilmi-baarista hadda jirta waxay muujinaysaa in marka dulinku ka tago qaab nololeedkooda xorta ah oo ay noqdaan dulinnada gudaha (ama endosymbionts), genome-yadoodu waxay maraan isbeddello gaabis ah laakiin cajiib ah malaayiin sano gudahood9,11. Geeddi-socod loo yaqaan burburka genome, dulinnada yaryar waxay ururiyaan isbeddello ba'an oo hidde-sideyaal badan oo hore muhiim u ahaa u roga pseudogenes, taasoo horseedaysa luminta hidde-sideyaasha tartiib tartiib ah iyo burburka hidde-sideyaasha14,15. Burburkani wuxuu burburin karaa ilaa 95% hidde-sideyaasha ku jira noolaha gudaha ee ugu da'da weyn marka la barbar dhigo noocyada noolaha xorta ah ee si dhow ula xiriira. Sidaa darteed, horumarka dulinnada gudaha waa dagaal u dhexeeya laba awoodood oo iska soo horjeeda: xulashada dabiiciga ah ee Darwinian, taasoo horseedaysa horumarinta dulinnada, iyo burburka genome-ka, oo ku tuuraya dulinnada iloobin. Sida dulinku ugu guuleystay inuu ka soo baxo jiidistan dagaalka oo uu u hayo dhaqdhaqaaqa qaab-dhismeedkiisa molecular weli ma cadda.
In kasta oo aan si buuxda loo fahmin habka burburka hidde-sideyaasha, haddana waxay u muuqataa inay inta badan dhacdo sababtoo ah hidde-sideyaasha soo noqnoqda. Maadaama dulinleyda ay ku nool yihiin dad yar, aan jinsi ahayn, iyo kuwo hidde ahaan xaddidan, si wax ku ool ah uma baabi'in karaan isbeddellada ba'an ee mararka qaarkood dhaca inta lagu jiro taranka DNA-da. Tani waxay horseeddaa ururin aan laga noqon karin oo ah isbeddellada waxyeelada leh iyo yareynta hidde-sideyaasha dulinleyda. Natiijo ahaan, dulinleyda ma lumiso oo keliya hidde-sideyaasha aan loo baahnayn inay ku noolaadaan deegaanka unugyada. Waa awood la'aanta dadka dulinleyda ah inay si wax ku ool ah u tirtiraan isbeddellada ba'an ee sababa in isbeddelladani ay ku ururaan hidde-sideyaasha oo dhan, oo ay ku jiraan hidde-sideyaashooda ugu muhiimsan.
Inta badan fahamkeenna hadda ee ku saabsan dhimista hidde-sideyaasha waxay ku salaysan tahay oo keliya isbarbardhigga taxanaha hidde-sideyaasha, iyadoo aan fiiro gaar ah loo yeelan isbeddellada ku yimaada molecules-ka dhabta ah ee sameeya hawlaha guriga oo u adeega bartilmaameedyada daawada ee suurtagalka ah. Daraasado isbarbardhig ah ayaa muujiyay in culeyska isbeddellada hidde-sideyaasha unugyada ee waxyeellada leh ay u muuqdaan inay u horseedaan borotiinnada iyo asiidhyada nucleic-ga inay si khaldan u laalaaban oo ay isu geeyaan, taasoo ka dhigaysa kuwo ku tiirsan chaperone oo aad u nugul kulaylka19,20,21,22,23. Intaa waxaa dheer, dulin-noocyo kala duwan - horumar madax-bannaan oo mararka qaarkood u kala go'an ilaa 2.5 bilyan oo sano - waxay la kulmeen khasaare la mid ah xarumaha xakamaynta tayada ee ku jira isku-darka borotiinka5,6 iyo hababka dayactirka DNA-da24. Si kastaba ha ahaatee, wax yar ayaa laga ogyahay saameynta qaab-nololeedka unugyada ee dhammaan sifooyinka kale ee macromolecules-ka unugyada, oo ay ku jiraan la qabsiga molecular-ka ee culays sii kordhaya oo ah isbeddellada ba'an.
Shaqadan, si aan si fiican u fahanno horumarka borotiinnada iyo asiidhyada nucleic-ga ee noolaha unugyada, waxaan go'aaminay qaab-dhismeedka ribosomes-ka ee noolaha unugyada ee Encephalitozoon cuniculi. E. cuniculi waa noole u eg fungus oo ka tirsan koox microsporidia dulin ah oo leh hidde-sideyaal yaryar oo aan caadi ahayn, sidaas darteedna loo isticmaalo sidii nooleyaal qaabaysan si loo barto burburka genome25,26,27,28,29,30. Dhawaan, qaab-dhismeedka ribosome-ka cryo-EM waxaa lagu go'aamiyay genome-yada Microsporidia, Paranosema locustae, iyo Vairimorpha necatrix31,32 (~3.2 Mb genome). Qaab-dhismeedkani wuxuu soo jeedinayaa in luminta qaar ka mid ah kordhinta rRNA ay magdhowdo horumarinta xiriiro cusub oo u dhexeeya borotiinnada ribosomal ee deriska ah ama helitaanka borotiinnada ribosomal ee cusub ee msL131,32. Noocyada Encephalitozoon (hidde-side ~ 2.5 milyan oo bp), oo ay weheliso Ordospora-kooda ugu dhow, waxay muujinayaan heerka ugu dambeeya ee dhimista hidde-sideyaasha ee eukaryotes - waxay leeyihiin wax ka yar 2000 oo hiddo-sideyaal ah oo borotiin ah, waxaana la filayaa in ribosomes-koodu aysan ka madhnayn oo keliya jajabyada fidinta rRNA (jababka rRNA ee kala sooca ribosomes-ka eukaryotic iyo ribosomes-ka bakteeriyada) sidoo kale waxay leeyihiin afar borotiin oo ribosomal ah sababtoo ah la'aanta isku-dhafka E. cuniculi genome26,27,28. Sidaa darteed, waxaan ku soo gabagabeynay in ribosome-ka E. cuniculi uu muujin karo xeelado aan hore loo aqoon oo loogu talagalay la qabsiga molecular-ka ee burburka genome-ka.
Qaab-dhismeedkayaga cryo-EM wuxuu matalaa ribosome-ka ugu yar ee eukaryotic cytoplasmic ee la garan karo wuxuuna bixiyaa aragti ku saabsan sida heerka ugu dambeeya ee dhimista genome-ku u saameeyo qaab-dhismeedka, isu-imaatinka, iyo horumarka mishiinnada molecular-ka ee muhiimka u ah unugga. Waxaan ogaanay in ribosome-ka E. cuniculi uu jebiyo mabaadi'da badan ee si ballaaran loo ilaaliyo ee isku-darka RNA-ga iyo ribosome-ka, waxaana helnay borotiin cusub oo ribosomal ah oo aan hore loo aqoon. Si lama filaan ah, waxaan tusinaynaa in ribosome-ka microsporidia ay horumariyeen awoodda ay ku xidhi karaan molecules-ka yaryar, waxaanan qiyaaseynaa in kala-goysyada rRNA iyo borotiinnada ay kiciyaan hal-abuurro horumarineed oo ugu dambeyntii siin kara tayooyin waxtar leh ribosome-ka.
Si aan u horumarinno fahamkeenna ku saabsan isbeddelka borotiinnada iyo asiidhyada nukliyuulka ee noolaha gudaha, waxaan go'aansannay inaan ka soocno xayawaanka E. cuniculi ee dhaqamada unugyada naasleyda ee cudurka qaba si aan u nadiifinno ribosomes-kooda una go'aaminno qaab-dhismeedka ribosomes-kan. Way adag tahay in la helo tiro badan oo microsporidia dulin ah sababtoo ah microsporidia laguma beeri karo meel nafaqo leh. Taa beddelkeeda, waxay ku koraan oo ku tarmaan oo keliya gudaha unugga martida loo yahay. Sidaa darteed, si aan u helno E. cuniculi biomass si loo nadiifiyo ribosome, waxaan ku qaadnay khadka unugga kelyaha ee naasleyda RK13 xayawaanka E. cuniculi waxaanan ku beernay unugyadan cudurka qaba dhowr toddobaad si aan u oggolaanno E. cuniculi inay koraan oo ay tarmaan. Annagoo adeegsanayna lakab unug oo cudurka qaba oo qiyaastii nus mitir laba jibbaaran ah, waxaan awoodnay inaan nadiifinno qiyaastii 300 mg oo ah xayawaanka Microsporidia oo aan u isticmaalno inaan ka soocno ribosomes-ka. Kadib waxaan carqaladeynay xayawaanka la nadiifiyey oo aan ka soocnay ribosomes-ka qallafsan annagoo adeegsanayna jajabinta polyethylene glycol ee lysates-ka. Tani waxay noo ogolaatay inaan helno qiyaastii 300 µg oo ah ribosomes E. cuniculi cayriin ah si loo falanqeeyo qaab-dhismeedka.
Kadib waxaan ururinay sawirada cryo-EM annagoo adeegsanayna muunado ribosome ah oo ka dhashay, waxaana sawiradan ku farsameynay maaskaro u dhiganta qaybta weyn ee ribosomal, madaxa qaybta yar, iyo qaybta yar. Inta lagu guda jiray hawshan, waxaan ururinay sawirro qiyaastii 108,000 oo walxo ribosomal ah iyo sawirro cryo-EM ah oo la xisaabiyay oo leh xallin 2.7 Å ah (Sawirrada Dheeraadka ah 1-3). Kadib waxaan isticmaalnay sawirrada cryoEM si aan u qaabeyno rRNA, borotiinka ribosomal, iyo factor sleeperation Mdf1 oo la xiriira ribosomes-ka E. cuniculi (Sawirka 1a, b).
Qaab-dhismeedka ribosome-ka E. cuniculi ee isku dhafan oo leh qodobka hurdada Mdf1 (pdb id 7QEP). b Khariidadda qodobka hurdada Mdf1 ee la xidhiidha ribosome-ka E. cuniculi. c Khariidadda qaab-dhismeedka labaad oo isbarbar dhigaysa rRNA-da la soo celiyay ee noocyada Microsporidian iyo qaab-dhismeedka ribosomal ee la yaqaan. Guddiyadu waxay muujinayaan goobta jajabyada rRNA ee la ballaariyay (ES) iyo goobaha firfircoon ee ribosome, oo ay ku jiraan goobta dejinta (DC), wareegga sarcinicin (SRL), iyo xarunta wareejinta peptidyl (PTC). d Cufnaanta elektarooniga ah ee u dhiganta xarunta wareejinta peptidyl ee ribosome-ka E. cuniculi waxay soo jeedinaysaa in goobtan kicinta leh ay leedahay qaab-dhismeed isku mid ah oo ku jira dulinka E. cuniculi iyo martigeliyayaashiisa, oo ay ku jiraan H. sapiens. e, f Cufnaanta elektarooniga ee u dhiganta xarunta furfurista (e) iyo qaab-dhismeedka qaab-dhismeedka xarunta furfurista (f) waxay muujinayaan in E. cuniculi uu leeyahay haraaga U1491 halkii uu ka ahaan lahaa A1491 (E. coli tirinta) eukaryo kale oo badan. Isbeddelkani wuxuu soo jeedinayaa in E. cuniculi uu xasaasiyad ku yeelan karo antibiyootiga bartilmaameedsada goobtan firfircoon.
Si ka duwan qaab-dhismeedka hore loo aasaasay ee ribosomes-ka V. necatrix iyo P. locustae (labada qaab-dhismeedba waxay matalaan isla qoyska microsporidia Nosematidae waxayna aad isugu egyihiin midba midka kale), 31,32 E. cuniculi ribosomes waxay maraan habab badan oo rRNA iyo kala-goyn borotiin ah. Denaturation dheeraad ah (Sawirrada Dheeraadka ah 4-6). rRNA, isbeddellada ugu yaabka badan waxaa ka mid ahaa luminta dhammaystiran ee jajabka 25S rRNA ee la ballaariyay ES12L iyo burburka qayb ahaan ee helices-ka h39, h41, iyo H18 (Sawirka 1c, Sawirka Dheeraadka ah 4). Borotiinnada ribosomal, isbeddellada ugu yaabka badan waxaa ka mid ahaa luminta dhammaystiran ee borotiinka eS30 iyo soo gaabinta eL8, eL13, eL18, eL22, eL29, eL40, uS3, uS9, uS14, uS17, iyo eS7 (Sawirrada Dheeraadka ah 4, 5).
Sidaa darteed, hoos u dhaca xad dhaafka ah ee hiddo-sidayaasha noocyada Encephalotozoon/Ordospora waxaa lagu muujiyaa qaab-dhismeedkooda ribosome: E. cuniculi ribosomes waxay la kulmaan khasaaraha ugu weyn ee borotiinka ee ribosome-ka cytoplasmic eukaryotic ee ku xiran astaamaha qaab-dhismeedka, mana laha xitaa jajabyada rRNA iyo borotiinka kuwaas oo si weyn loo ilaaliyo oo aan ahayn oo keliya eukaryotes, laakiin sidoo kale saddexda qaybood ee nolosha. Qaab-dhismeedka E. cuniculi ribosome wuxuu bixiyaa qaabka molecular-ka ugu horreeya ee isbeddelladan wuxuuna muujinayaa dhacdooyinka isbeddelka ee ay iska indhatireen labadaba genomics isbarbardhigga iyo daraasadaha qaab-dhismeedka biomolecular-ka gudaha unugyada (Jaantuska Dheeraadka ah 7). Hoos, waxaan ku sharxeynaa mid kasta oo ka mid ah dhacdooyinkan oo ay weheliso asalkooda horumarineed ee suurtagalka ah iyo saameyntooda suurtagalka ah ee shaqada ribosome.
Kadib waxaan ogaanay in, marka lagu daro jajabyada waaweyn ee rRNA, ribosomes-ka E. cuniculi ay leeyihiin kala duwanaansho rRNA mid ka mid ah goobahooda firfircoon. In kasta oo xarunta peptidyl transferase ee ribosome-ka E. cuniculi uu leeyahay qaab-dhismeed la mid ah ribosomes-ka kale ee eukaryotic (Jaantuska 1d), xarunta furfurku way kala duwan tahay sababtoo ah kala duwanaanshaha taxanaha ee nucleotide 1491 (Tirada E. coli, Sawirka 1e, f). U fiirsashadani waa muhiim sababtoo ah goobta furfurista ee ribosomes-ka eukaryotic waxay caadi ahaan ka kooban tahay haraaga G1408 iyo A1491 marka la barbar dhigo haraaga nooca bakteeriyada A1408 iyo G1491. Kala duwanaanshahani wuxuu salka ku hayaa xasaasiyadda kala duwan ee ribosomes-ka bakteeriyada iyo eukaryotic ee qoyska aminoglycoside ee antibiyootiga ribosomal iyo molecules-ka kale ee yaryar ee bartilmaameedsada goobta furfurista. Goobta furfurista ee ribosome-ka E. cuniculi, haraaga A1491 waxaa lagu beddelay U1491, taasoo laga yaabo inay abuurto is-dhexgal gaar ah oo loogu talagalay molecules-ka yaryar ee bartilmaameedsanaya goobtan firfircoon. Kala duwanaanshaha A14901 ayaa sidoo kale ku jira microsporidia kale sida P. locustae iyo V. necatrix, taasoo soo jeedinaysa inay ku baahsan tahay noocyada microsporidia (Jaantuska 1f).
Maadaama muunadaha ribosome-ka E. cuniculi laga soocay unugyada aan firfircoonayn ee dheef-shiid kiimikaadka, waxaan tijaabinay khariidadda cryo-EM ee E. cuniculi si aan u eegno isku xidhka ribosome-ka ee hore loogu sharraxay xaaladaha walaaca ama gaajada. Arrimaha qorrax-soo-baxa 31,32,36,37, 38. Waxaan isku waafajinay qaab-dhismeedka hore loo aasaasay ee ribosome-ka hibernating iyo khariidadda cryo-EM ee ribosome-ka E. cuniculi. Si loogu xidho, ribosome-ka S. cerevisiae waxaa loo isticmaalay isku-dhafan oo leh arrimo hurdo Stm138, ribosomes-ka lo'da ee isku-dhafan oo leh arrimo Lso232, iyo ribosomes-ka V. necatrix ee isku-dhafan oo leh arrimo Mdf1 iyo Mdf231. Isla mar ahaantaana, waxaan helnay cufnaanta cryo-EM oo u dhiganta qodobka nasashada Mdf1. Sida Mdf1 ugu xidhan ribosome-ka V. necatrix, Mdf1 sidoo kale wuxuu ku xidhaa ribosome-ka E. cuniculi, halkaas oo uu ku xannibo goobta E ee ribosome-ka, taasoo suurtogal ah inay gacan ka geysato sameynta ribosomes-ka marka unugyada dulinku ay noqdaan kuwo aan firfircoonayn marka jidhku joojiyo firfircoonida (Jaantuska 2).
Mdf1 wuxuu xannibaa goobta E ee ribosome-ka, taasoo u muuqata inay gacan ka geysaneyso joojinta ribosome-ka marka unugyada dulinku ay noqdaan kuwo aan firfircoonayn dheef-shiid kiimikaad ahaan. Qaab-dhismeedka ribosome-ka E. cuniculi, waxaan ku ogaanay in Mdf1 uu sameeyo xiriir aan hore loo aqoon oo la leh jirridda ribosome-ka L1, qaybta ribosome-ka ee sahlaysa sii deynta tRNA-da deacated ee ribosome-ka inta lagu jiro sameynta borotiinka. Xiriiradani waxay soo jeedinayaan in Mdf1 uu ka go'o ribosome-ka isagoo adeegsanaya isla habka loo yaqaan tRNA-da deacetylated, taasoo bixinaysa sharraxaad suurtagal ah oo ku saabsan sida ribosome-ka uu uga saaro Mdf1 si uu dib ugu hawlgeliyo isku-darka borotiinka.
Si kastaba ha ahaatee, qaab-dhismeedkeennu wuxuu shaaca ka qaaday xiriir aan la garanayn oo u dhexeeya Mdf1 iyo lugta ribosome-ka L1 (qaybta ribosome-ka ee ka caawisa sii deynta tRNA-da deacylated ee ribosome-ka inta lagu jiro isku-darka borotiinka). Gaar ahaan, Mdf1 wuxuu isticmaalaa xiriiro isku mid ah qaybta xusulka ee molecule-ka deacylated tRNA (Jaantuska 2). Qaabkan molecular-ka ee aan hore loo aqoon wuxuu muujiyay in Mdf1 uu ka go'o ribosome-ka isagoo adeegsanaya isla habka loo yaqaan tRNA-da deacetylated, kaas oo sharraxaya sida ribosome-ku uga saaro qodobkan hurdada si uu dib ugu hawlgeliyo isku-darka borotiinka.
Markii aan dhiseynay qaabka rRNA, waxaan ogaanay in ribosome-ka E. cuniculi uu leeyahay jajabyo rRNA ah oo aan caadi ahayn oo la laabay, kuwaas oo aan ugu yeernay rRNA isku dhafan (Sawirka 3). Ribosome-ka ku baahsan saddexda qaybood ee nolosha, rRNA waxay isku laabmaan qaab-dhismeedyo ay saldhigyada rRNA badankood ku xiran yihiin labanlaab oo isku laaban yihiin ama ay la falgalaan borotiinnada ribosomal38,39,40. Si kastaba ha ahaatee, ribosome-ka E. cuniculi, rRNA-yadu waxay u muuqdaan inay jebinayaan mabda'an laablaabashada iyagoo u beddelaya qaar ka mid ah helices-kooda gobollo rRNA oo aan la furin.
Qaab-dhismeedka helix-ka H18 25S rRNA ee S. cerevisiae, V. necatrix, iyo E. cuniculi. Caadi ahaan, ribosome-ka ku baahsan saddexda qaybood ee nolosha, xiriiriyahan wuxuu ku duubmaa helix-ka RNA-ga oo ka kooban 24 ilaa 34 haraag. Microsporidia, si ka duwan, isku xidhkan rRNA-ga waxaa si tartiib tartiib ah loogu dhimaa laba xiriiriye oo hal-xadhig leh oo uridine-ku hodan yahay oo ka kooban 12 haraag oo keliya. Inta badan haraagaan waxaa la kulma dareereyaal. Jaantusku wuxuu muujinayaa in microsporidia-da dulinka ah ay u muuqato inay jebinayso mabaadi'da guud ee laablaabashada rRNA, halkaas oo saldhigyada rRNA badanaa lagu xidho saldhigyo kale ama ay ku lug leeyihiin isdhexgalka rRNA-borotiin. Microsporidia, jajabyada rRNA qaarkood waxay qaataan laab aan wanaagsanayn, kaas oo helix-kii hore ee rRNA uu noqdo jajab hal-xadhig leh oo ku dhowaad xariiq toosan. Joogitaanka gobolladan aan caadiga ahayn waxay u oggolaanaysaa microsporidia rRNA inay xidho jajabyada rRNA ee fog iyadoo la adeegsanayo tiro yar oo saldhigyada RNA ah.
Tusaalaha ugu yaabka badan ee isbeddelkan isbeddelka ah waxaa lagu arki karaa helix-ka H18 25S rRNA (Jaantuska 3). Noocyada laga bilaabo E. coli ilaa aadanaha, saldhigyada helix-kan rRNA waxa ku jira 24-32 nucleotides, iyagoo samaynaya helix aan caadi ahayn. Qaab-dhismeedka ribosomal-ka ee hore loo aqoonsaday ee ka yimid V. necatrix iyo P. locuschae, 31,32 saldhigyada helix-ka H18 qayb ahaan waa la furfuray, laakiin isku-xidhka saldhigga nucleotide waa la ilaaliyay. Si kastaba ha ahaatee, E. cuniculi qaybtan rRNA waxay noqonaysaa isku-xidhayaasha ugu gaaban 228UUUGU232 iyo 301UUUUUUUU307. Si ka duwan jajabyada rRNA ee caadiga ah, isku-xidhayaashan hodanka ku ah uridine ma duubaan ama ma sameeyaan xiriir ballaaran oo ay la yeeshaan borotiinnada ribosomal. Taa beddelkeeda, waxay qaataan qaab-dhismeedyo furfuran oo si buuxda u furan oo xargaha rRNA si toos ah loogu fidiyo. Qaab-dhismeedkan fidsan wuxuu sharxayaa sida E. cuniculi uu u isticmaalo 12 saldhig oo RNA ah oo keliya si uu u buuxiyo farqiga 33 Å ee u dhexeeya helices-ka rRNA H16 iyo H18, halka noocyada kale ay u baahan yihiin ugu yaraan labanlaab saldhigyada rRNA si ay u buuxiyaan farqiga.
Sidaa darteed, waxaan ku tusi karnaa in, iyada oo loo marayo laablaabid aan fiicnayn, microsporidia-da dulinka ah ay sameeyeen istaraatiijiyad lagu kala qaado xitaa qaybaha rRNA ee si ballaaran loo ilaaliyo noocyada saddexda qaybood ee nolosha. Sida muuqata, iyadoo la ururinayo isbeddellada isbeddelaya ee u beddelaya helices-ka rRNA una beddelaya xiriiriyeyaal poly-U oo gaaban, E. cuniculi waxay samayn kartaa jajabyo rRNA oo aan caadi ahayn oo ka kooban nucleotides yar intii suurtagal ah si loogu xidho jajabyada rRNA ee fog. Tani waxay kaa caawinaysaa sharraxaadda sida microsporidia ay u gaartay hoos u dhac weyn oo ku yimid qaab-dhismeedkooda aasaasiga ah ee molecular iyada oo aan lumin hufnaantooda qaab-dhismeedka iyo shaqeynta.
Astaamo kale oo aan caadi ahayn oo E. cuniculi rRNA ah waa muuqaalka rRNA iyada oo aan lahayn dhumuc (Jaantuska 4). Burburku waa nucleotides aan lahayn lammaane saldhig ah oo ka soo baxa helix-ka RNA halkii ay ku dhuuman lahaayeen. Inta badan soo-baxa rRNA waxay u dhaqmaan sida dhejisyo molecular ah, iyagoo gacan ka geysanaya xidhitaanka borotiinnada ribosomal ee ku xiga ama jajabyada kale ee rRNA. Qaar ka mid ah burburku waxay u dhaqmaan sidii hinges, taasoo u oggolaanaysa helix-ka rRNA inuu si fiican u laalaado oo uu si fiican ugu laalaabmo sameynta borotiinka wax soo saarka leh 41.
a Soo-baxa rRNA (S. cerevisiae tirinta) kama jiraan qaab-dhismeedka ribosome-ka E. cuniculi, laakiin wuxuu ku jiraa inta badan ribosome-yada kale ee eukaryotes b E. coli, S. cerevisiae, H. sapiens, iyo E. cuniculi. dulinleyda waxay ka maqan yihiin qaar badan oo ka mid ah burooyinkii hore, ee aadka loo ilaaliyay ee rRNA. Qaro-qoyntani waxay xasilisaa qaab-dhismeedka ribosome-ka; sidaa darteed, maqnaanshaha microsporidia waxay muujinaysaa xasillooni la'aan yar oo ah laablaabashada rRNA ee dulinnada microsporidia. Isbarbardhigga jirridaha P (L7/L12 jirridaha bakteeriyada) waxay muujinaysaa in luminta burooyin rRNA mararka qaarkood ay la mid tahay muuqaalka burooyin cusub oo ku xiga burooyinkii lumay. Helix-ka H42 ee rRNA 23S/28S wuxuu leeyahay burooyin qadiimi ah (U1206 ee Saccharomyces cerevisiae) oo lagu qiyaasay inuu yahay ugu yaraan 3.5 bilyan oo sano jir sababtoo ah ilaalintiisa saddex qaybood oo nolosha ah. Microsporidia, burooyinkan waa la baabi'iyaa. Si kastaba ha ahaatee, barar cusub ayaa ka soo muuqday meel u dhow bararkii lumay (A1306 ee E. cuniculi).
Si la yaab leh, waxaan ogaanay in ribosomes-ka E. cuniculi aysan lahayn inta badan rRNA-da laga helo noocyada kale, oo ay ku jiraan in ka badan 30 bulge oo lagu keydiyay eukaryotes kale (Jaantuska 4a). Lumitaankani wuxuu meesha ka saarayaa xiriiro badan oo u dhexeeya qaybaha hoose ee ribosomal iyo helices-ka rRNA ee ku xiga, mararka qaarkoodna wuxuu abuuraa godad waaweyn oo ku jira ribosome-ka, taasoo ka dhigaysa ribosome-ka E. cuniculi mid aad u dalool badan marka loo eego ribosomes-ka dhaqameed badan (Jaantuska 4b). Waxaa xusid mudan, waxaan ogaanay in inta badan burge-yadan ay sidoo kale ku lumeen qaab-dhismeedka ribosome-ka V. necatrix iyo P. locustae ee hore loo aqoonsaday, kuwaas oo ay iska indhatireen falanqayntii qaab-dhismeedka ee hore31,32.
Mararka qaar luminta bararka rRNA waxaa la socda horumarinta bararka cusub ee ku xiga bararka lumay. Tusaale ahaan, stem-ka ribosomal-ka P wuxuu ka kooban yahay bararka U1208 (ee Saccharomyces cerevisiae) kaas oo ka badbaaday E. coli ilaa aadanaha sidaas darteedna waxaa lagu qiyaasaa inuu jiro 3.5 bilyan oo sano. Inta lagu jiro isku-darka borotiinka, bararkan wuxuu ka caawiyaa stem-ka P inuu u dhaqaaqo qaababka furan iyo kuwa xiran si ribosome-ku u ururiyo arrimaha turjumaadda oo uu ugu geeyo goobta firfircoon. Ribosomes-ka E. cuniculi, qaro weynaantu ma jirto; si kastaba ha ahaatee, qaro weynaan cusub (G883) oo ku yaal saddex lammaane oo saldhig ah oo keliya ayaa gacan ka geysan kara soo celinta dabacsanaanta ugu habboon ee stem-ka P (Jaantuska 4c).
Xogta aan ka helnay rRNA iyada oo aan lahayn burooyin waxay soo jeedinaysaa in yaraynta rRNA aysan ku koobnayn luminta walxaha rRNA ee dusha sare ee ribosome-ka, laakiin waxay sidoo kale ku lug yeelan kartaa xudunta ribosome-ka, taasoo abuuraysa cillad molecular oo gaar u ah dulin-noole oo aan lagu qeexin unugyada nool ee xorta ah. Noocyada nool ayaa la arkay.
Ka dib markii aan qaabeynay borotiinnada ribosomal-ka ee canonical iyo rRNA, waxaan ogaanay in qaybaha ribosomal-ka caadiga ah aysan sharxi karin saddexda qaybood ee sawirka cryo-EM. Laba ka mid ah jajabyadan waa molecules yar yar oo cabbirkoodu yahay (Jaantuska 5, Jaantuska Dheeraadka ah ee 8). Qaybta koowaad waxaa lagu dhejiyay borotiinnada ribosomal uL15 iyo eL18 meel ay inta badan ku jiraan C-terminus ee eL18, kaas oo lagu soo gaabiyay E. cuniculi. Inkasta oo aynaan go'aamin karin aqoonsiga molecule-kan, cabbirka iyo qaabka jasiiraddan cufnaanta waxaa si fiican u sharraxaya joogitaanka molecules-ka spermidine. Ku xidhnaanteeda ribosome-ka waxaa dejiya isbeddellada gaarka ah ee microsporidia ee borotiinnada uL15 (Asp51 iyo Arg56), kuwaas oo u muuqda inay kordhinayaan isku xirnaanta ribosome-ka ee molecule-kan yar, maadaama ay u oggolaanayaan uL15 inay ku duubto molecule-ka yar qaab-dhismeedka ribosomal. Jaantuska Dheeraadka ah ee 2). 8, xog dheeraad ah 1, 2).
Sawir-qaadista Cryo-EM oo muujinaysa jiritaanka nucleotides-ka ka baxsan ribose-ka ku xiran ribosome-ka E. cuniculi. Ribosome-ka E. cuniculi, nucleotide-kani wuxuu ku fadhiyaa isla meesha nucleotide-ka 25S rRNA A3186 (Saccharomyces cerevisiae tirinta) ee inta badan ribosomes-ka kale ee eukaryotic. b Qaab-dhismeedka ribosomal-ka ee E. cuniculi, nucleotide-kani wuxuu ku yaal inta u dhaxaysa borotiinnada ribosomal uL9 iyo eL20, taasoo xasilinaysa xiriirka ka dhexeeya labada borotiin. Falanqaynta ilaalinta taxanaha cd eL20 ee noocyada microsporidia. Geedka phylogenetic-ka ee noocyada Microsporidia (c) iyo isku-dubaridka taxanaha badan ee borotiinka eL20 (d) waxay muujinayaan in haraaga nucleotide-ku-xidha F170 iyo K172 lagu ilaaliyo inta badan Microsporidia caadiga ah, marka laga reebo S. lophii, marka laga reebo Microsporidia hore ee laanta, kaas oo haystay fidinta ES39L rRNA. e Jaantuskani wuxuu muujinayaa in haraaga isku xidhka nucleotide-ka F170 iyo K172 ay ku jiraan oo keliya eL20 ee genome-ka microsporidia ee aadka loo dhimay, laakiin aan ku jirin eukaryotes kale. Guud ahaan, xogtani waxay soo jeedinaysaa in ribosomes-ka Microsporidian ay sameeyeen goob isku xidhka nucleotide-ka oo u muuqata inay xidho molecules-ka AMP oo ay u isticmaalaan inay xasiliyaan isdhexgalka borotiinka-borotiinka ee qaab-dhismeedka ribosomal. Ilaalinta sare ee goobta isku xidhka ee Microsporidia iyo maqnaanshaha eukaryotes-ka kale waxay soo jeedinaysaa in goobtani ay bixin karto faa'iido badbaado oo xulasho ah oo loogu talagalay Microsporidia. Sidaa darteed, jeebka ku xidhka nucleotide-ka ee ribosome-ka microsporidia uma muuqato inuu yahay astaamo burburay ama qaab dhammaad ah oo ah burburka rRNA sida hore loogu sharraxay, laakiin waa hal-abuur horumarsan oo waxtar leh oo u oggolaanaya ribosome-ka microsporidia inuu si toos ah u xidho molecules-ka yaryar, isagoo u isticmaalaya sidii baloogyo dhisme molecular ah. baloogyada dhismaha ee ribosomes-ka. Daahfurkani wuxuu ka dhigayaa ribosome-ka microsporidia ribosome-ka kaliya ee loo yaqaan inuu isticmaalo hal nucleotide oo ah baloog dhisme dhismeedkiisa. f Waddo horumarineed oo mala-awaal ah oo laga soo qaatay isku xidhka nucleotide-ka.
Cufnaanta miisaanka molecular-ka ee labaad ee hooseeya waxay ku taal is-dhexgalka u dhexeeya borotiinnada ribosomal uL9 iyo eL30 (Jaantuska 5a). Is-dhexgalkan waxaa hore loogu sharraxay qaab-dhismeedka ribosome-ka Saccharomyces cerevisiae oo ah goob isku xidha nucleotide-ka 25S ee rRNA A3186 (qayb ka mid ah fidinta ES39L rRNA)38. Waxaa la tusay in ribosome-ka P. locuschae ES39L ee xumaaday, is-dhexgalkani wuxuu xidhaa nucleotide hal aan la garanayn 31, waxaana la filayaa in nucleotide-kani uu yahay qaab dhammaystiran oo rRNA ah oo la dhimay, kaas oo dhererka rRNA uu yahay ~130-230 saldhig. ES39L waxaa loo yareeyay hal nucleotide 32.43. Sawirradeenna cryo-EM waxay taageerayaan fikradda ah in cufnaanta lagu sharxi karo nucleotides. Si kastaba ha ahaatee, xallinta sare ee qaab-dhismeedkeenna waxay muujisay in nucleotide-kani uu yahay molecule extraribosomal ah, oo laga yaabo inuu yahay AMP (Jaantuska 5a, b).
Kadib waxaan weydiinay in goobta isku xidhka nucleotide ay ka muuqatay ribosome-ka E. cuniculi ama inay hore u jirtay. Maadaama isku xidhka nucleotide-ku uu inta badan dhexdhexaadiyo haraaga Phe170 iyo Lys172 ee borotiinka ribosomal-ka eL30, waxaan qiimeynay ilaalinta haraagaas ee 4396 eukaryotes oo matalaya. Sida kiiska uL15 ee kor ku xusan, waxaan ogaanay in haraaga Phe170 iyo Lys172 ay si aad ah u kaydsan yihiin oo keliya Microsporidia-ga caadiga ah, laakiin aysan ku jirin eukaryotes kale, oo ay ku jiraan Microsporidia Mitosporidium iyo Amphiamblys oo aan caadi ahayn, kaas oo jajabka ES39L rRNA aan la dhimin 44, 45, 46 (Jaantuska 5c). -e).
Marka la isku soo wada duubo, xogtani waxay taageertaa fikradda ah in E. cuniculi iyo suurtagal ahaan microsporidia kale oo canonical ah ay horumariyeen awoodda ay si wax ku ool ah ugu qabsan karaan tiro badan oo metabolites yar yar ah qaab-dhismeedka ribosome si ay u magdhabaan hoos u dhaca heerarka rRNA iyo borotiinka. Markay sidaas samaynayaan, waxay horumariyeen awood gaar ah oo ay ku xidhaan nucleotides-ka ka baxsan ribosome-ka, taasoo muujinaysa in qaab-dhismeedka molecular-ka dulinka ah uu magdhowo isagoo qabanaya metabolites yar yar oo badan oo u isticmaalaya inay yihiin qaab-dhismeedyo RNA-da burburay iyo jajabyada borotiinka.
Qaybta saddexaad ee aan la simin ee khariidadeenna cryo-EM, oo laga helay qaybta hoose ee ribosomal-ka weyn. Xallinta aadka u sarreysa (2.6 Å) ee khariidadeenna waxay soo jeedinaysaa in cufnaantani ay ka tirsan tahay borotiinno leh isku-darka gaarka ah ee haraaga silsiladda dhinac ee waaweyn, taas oo noo ogolaatay inaan u aqoonsanno cufnaantan borotiin ribosomal ah oo aan hore loo aqoon oo aan u aqoonsannay inuu yahay msL2 (borotiinka gaarka ah ee Microsporidia L2) (hababka, sawirka 6). Baaritaankeenna isku-dhafka ah wuxuu muujiyay in msL2 lagu keydiyo qaybta Microsporidia ee hidde-sidaha Encephaliter iyo Orosporidium, laakiin aan ku jirin noocyada kale, oo ay ku jiraan Microsporidia kale. Qaab-dhismeedka ribosomal-ka, msL2 wuxuu ku jiraa meel bannaan oo ay sameeyeen lumitaanka ES31L rRNA ee la dheereeyey. Meeshan bannaan, msL2 wuxuu ka caawiyaa xasilinta laabashada rRNA wuxuuna magdhabi karaa lumitaanka ES31L (Jaantuska 6).
Cufnaanta Elektarooniga ah iyo qaabka borotiinka ribosomal-ka ee gaarka u ah Microsporidia msL2 ee laga helo E. cuniculi ribosomes. b Inta badan ribosomes-ka eukaryotic, oo ay ku jiraan ribosome-ka 80S ee Saccharomyces cerevisiae, waxay leeyihiin kordhinta ES19L rRNA ee ku lumay noocyada Microsporidian badankood. Qaab-dhismeedka hore loo aasaasay ee ribosome-ka V. necatrix microsporidia wuxuu soo jeedinayaa in luminta ES19L ee dulinleydan ay magdhow ka bixiso horumarka borotiinka ribosomal-ka cusub ee msL1. Daraasaddan, waxaan ku ogaanay in ribosome-ka E. cuniculi uu sidoo kale sameeyay borotiin RNA oo kale oo ribosomal ah oo magdhow u ah lumitaanka ES19L. Si kastaba ha ahaatee, msL2 (oo hadda lagu sharraxay borotiinka ECU06_1135 ee mala-awaalka ah) iyo msL1 waxay leeyihiin asal qaab-dhismeed iyo horumar oo kala duwan. c Daahfurkan ku saabsan jiilka borotiinada ribosomal msL1 iyo msL2 ee aan xiriir la lahayn isbeddelka isbeddelka ayaa soo jeedinaya in haddii ribosomes ay ku ururaan isbeddello waxyeello leh rRNA-kooda, ay gaari karaan heerar aan hore loo arag oo kala duwanaansho isku-dhafan xitaa qayb yar oo ka mid ah noocyada isku xiran. Daahfurkan wuxuu gacan ka geysan karaa in la caddeeyo asalka iyo horumarka ribosome-ka mitochondrial, kaas oo loo yaqaan rRNA-da aadka u yaraaday iyo kala duwanaanshaha aan caadiga ahayn ee ku jira halabuurka borotiinka ee noocyada kala duwan.
Kadib waxaan barbar dhignay borotiinka msL2 iyo borotiinka msL1 ee hore loo sharraxay, kaasoo ah borotiinka kaliya ee ribosomal-ka ee microsporidia-ga gaarka ah ee laga helo ribosome-ka V. necatrix. Waxaan rabnay inaan tijaabino in msL1 iyo msL2 ay xiriir la leeyihiin horumar. Falanqaynteennu waxay muujisay in msL1 iyo msL2 ay ku jiraan god isku mid ah qaab-dhismeedka ribosomal, laakiin ay leeyihiin qaab-dhismeedyo aasaasi ah iyo kuwo jaamacadeed oo kala duwan, taasoo muujinaysa asalkooda horumar ee madaxbannaan (Jaantuska 6). Sidaa darteed, helitaanka msL2 wuxuu bixiyaa caddayn ah in kooxaha noocyada eukaryotic ee is haysta ay si madax-bannaan u kobcin karaan borotiinnada ribosomal ee qaab-dhismeed ahaan kala duwan si ay u magdhabaan lumitaanka jajabyada rRNA. Natiijadan waxaa lagu yaqaanaa in inta badan ribosomes-ka eukaryotic-ga cytoplasmic ay ka kooban yihiin borotiin aan isbeddelin, oo ay ku jiraan isla qoyska 81 borotiin oo ribosomal ah. Muuqaalka msL1 iyo msL2 ee noocyada kala duwan ee microsporidia iyadoo laga jawaabayo lumitaanka qaybaha rRNA ee fidsan waxay soo jeedinaysaa in burburka qaab-dhismeedka molecular-ka ee dulinku uu keeno in dulinku ay raadsadaan isbeddello magdhow ah, taasoo ugu dambeyntii horseedi karta inay ku biiraan dadyoowga dulinleyda kala duwan.
Ugu dambeyntii, markii qaab-dhismeedkeennu dhammaaday, waxaan isbarbar dhignay isku-darka ribosome-ka E. cuniculi iyo kan laga saadaaliyay taxanaha hidde-sideyaasha. Dhowr borotiin oo ribosomal ah, oo ay ku jiraan eL14, eL38, eL41, iyo eS30, ayaa hore loo maleynayay inay ka maqan yihiin hidde-sideyaasha E. cuniculi sababtoo ah maqnaanshaha muuqda ee isku-dhafka ah ee hidde-sideyaasha E. cuniculi. Lumitaanka borotiinno badan oo ribosomal ah ayaa sidoo kale la saadaalinayaa inta badan dulinleyda gudaha iyo endosymbionts-ka kale ee aadka loo dhimay. Tusaale ahaan, inkastoo inta badan bakteeriyada nool ee xorta ah ay ka kooban yihiin isla qoyska 54 borotiin oo ribosomal ah, kaliya 11 ka mid ah qoysaskan borotiinka ah ayaa leh isku-dhafan la ogaan karo oo ku jira hidde-side kasta oo la falanqeeyay oo ah bakteeriyada martida loo yahay ee xaddidan. Si loo taageero fikraddan, luminta borotiinnada ribosomal ayaa si tijaabo ah loogu arkay V. necatrix iyo P. locustae microsporidia, kuwaas oo aan lahayn borotiinnada eL38 iyo eL4131,32.
Si kastaba ha ahaatee, qaab-dhismeedyadeennu waxay muujinayaan in eL38, eL41, iyo eS30 oo keliya ay dhab ahaantii ku lumaan ribosome-ka E. cuniculi. Borotiinka eL14 waa la ilaaliyay qaab-dhismeedkeennuna wuxuu muujiyay sababta aan borotiinkan looga heli karin raadinta isku-dhafka ah (Jaantuska 7). Ribosomes-ka E. cuniculi, inta badan goobta isku xidhka eL14 way lumaysaa sababtoo ah burburka ES39L-ka rRNA-ku xoojiyay. Maqnaanshaha ES39L, eL14 waxay lumisay inta badan qaab-dhismeedkeeda labaad, kaliya 18% taxanaha eL14 wuxuu ahaa mid isku mid ah E. cuniculi iyo S. cerevisiae. Ilaalinta taxanahan liidata waa mid cajiib ah sababtoo ah xitaa Saccharomyces cerevisiae iyo Homo sapiens - noolaha oo soo ifbaxay 1.5 bilyan oo sano oo kala fog - waxay wadaagaan in ka badan 51% haraaga isku midka ah ee eL14. Lumitaankan aan caadiga ahayn ee ilaalinta ayaa sharraxaya sababta E. cuniculi eL14 hadda loogu magacaabay borotiinka M970_061160 ee aan ahayn borotiinka ribosomal ee eL1427.
iyo Microsporidia ribosome waxay lumisay fidinta ES39L rRNA, taas oo qayb ahaan meesha ka saartay goobta isku xidhka borotiinka ribosomal eL14. Maqnaanshaha ES39L, borotiinka microspore ee eL14 wuxuu maraa luminta qaab-dhismeedka labaad, kaas oo α-helix-kii hore ee rRNA-ku xidhnaa uu u beddelo wareeg dherer yar. b Isku-dubaridka taxanaha badan wuxuu muujinayaa in borotiinka eL14 uu si weyn u ilaaliyo noocyada eukaryotic (57% aqoonsiga taxanaha u dhexeeya khamiirka iyo homologues-ka aadanaha), laakiin si liidata loo ilaaliyo oo u kala duwan yahay microsporidia (oo aan ka badnayn 24% haraaga la mid ahayn homologue eL14). laga bilaabo S. cerevisiae ama H. ​​sapiens). Kala duwanaanshahan ilaalinta taxanaha ah iyo qaab-dhismeedka labaad wuxuu sharxayaa sababta homologue eL14 aan waligiis laga helin E. cuniculi iyo sababta borotiinkan loo maleynayo inuu ku lumay E. cuniculi. Taas bedelkeeda, E. cuniculi eL14 waxaa hore loogu sharraxay borotiin M970_061160 ah. Aragtidani waxay soo jeedinaysaa in kala duwanaanshaha hidde-sideyaasha microsporidia hadda la qiimeeyo: hiddo-sideyaal qaar oo hadda loo maleynayo inay ku lumaan microsporidia ayaa dhab ahaantii la ilaaliyay, inkastoo ay ku jiraan qaabab aad u kala duwan; taa beddelkeeda, qaar waxaa loo maleynayaa inay u codeeyaan hiddo-sideyaasha microsporidia ee borotiinnada gaarka u ah gooryaanka (tusaale ahaan, borotiinka mala-awaalka ah M970_061160) dhab ahaantii waxay u codeeyaan borotiinnada aadka u kala duwan ee laga helo eukaryotes-ka kale.
Natiijadan waxay soo jeedinaysaa in rRNA denaturation ay horseedi karto lumin weyn oo ku timaadda ilaalinta taxanaha borotiinnada ribosomal ee ku xiga, taasoo ka dhigaysa borotiinnadan kuwo aan la ogaan karin raadinta isku-dhafka ah. Sidaa darteed, waxaan si xad dhaaf ah u qiyaasi karnaa heerka dhabta ah ee burburka molecular ee noolaha genome-ka yar yar, maadaama borotiinno qaar oo loo maleynayo inay lumeen ay dhab ahaantii sii jiraan, inkastoo qaabab aad u isbeddelay.
Sidee bay dulinleyda u ilaalin karaan shaqada mashiinadooda molecular-ka iyadoo ay jiraan xaalado hoos u dhac hidde-side oo aad u daran? Daraasaddeennu waxay ka jawaabaysaa su'aashan iyadoo sharraxaysa qaab-dhismeedka molecular-ka ee adag (ribosome) ee E. cuniculi, oo ah noole leh mid ka mid ah genome-yada ugu yar ee eukaryotic.
Waxaa la ogaa ku dhawaad ​​labaatan sano in molecules-ka borotiinka iyo RNA-ga ee ku jira dulinleyda microbial-ka ay inta badan ka duwan yihiin molecules-kooda isku midka ah ee noocyada noolaha xorta ah sababtoo ah ma laha xarumo xakameyn tayo leh, waxaa loo dhimay 50% cabbirkooda microbes-ka noolaha xorta ah, iwm. . isbeddello badan oo daciifiya oo waxyeeleeya laablaabashada iyo shaqada. Tusaale ahaan, ribosomes-ka noolaha genome-ka yar yar, oo ay ku jiraan dulin badan oo gudaha ah iyo endosymbionts, ayaa la filayaa inay ka maqan yihiin dhowr borotiin oo ribosomal ah iyo ilaa saddex meelood meel nucleotides-ka rRNA marka la barbar dhigo noocyada noolaha xorta ah 27, 29, 30, 49. Si kastaba ha ahaatee, sida molecules-kani uga shaqeeyaan dulinleyda ayaa inta badan ah qarsoodi, oo inta badan lagu barto hidde-sideyaasha isbarbardhigga ah.
Daraasaddeennu waxay muujinaysaa in qaab-dhismeedka macromolecules uu muujin karo dhinacyo badan oo horumar ah oo ay adag tahay in laga soo saaro daraasadaha hidde-sideyaasha isbarbardhigga dhaqameed ee dulinleyda gudaha iyo noolaha kale ee martida loo yahay (Jaantuska Dheeraadka ah ee 7). Tusaale ahaan, tusaalaha borotiinka eL14 wuxuu muujinayaa inaan si xad dhaaf ah u qiyaasi karno heerka dhabta ah ee burburka qalabka molecular ee noocyada dulinleyda. Dulinnada encephalitic hadda waxaa la rumeysan yahay inay leeyihiin boqolaal hiddo-sideyaal microsporidia gaar ah. Si kastaba ha ahaatee, natiijooyinkayagu waxay muujinayaan in qaar ka mid ah hiddo-sideyaashan u muuqda kuwo gaar ah ay dhab ahaantii yihiin noocyo aad u kala duwan oo hiddo-sideyaal ah oo caadi ku ah eukaryotes kale. Intaa waxaa dheer, tusaalaha borotiinka msL2 wuxuu muujinayaa sida aan u indha tirno borotiinnada cusub ee ribosomal iyo sida aan u dhayalsanno waxa ku jira mashiinnada molecular-ka dulinleyda ah. Tusaalaha molecules-ka yaryar wuxuu muujinayaa sida aan u indho tirno hal-abuurka ugu caqliga badan ee qaab-dhismeedka molecular-ka dulinleyda ah ee siin kara dhaqdhaqaaq bayooloji oo cusub.
Marka la isku soo wada duubo, natiijooyinkani waxay hagaajinayaan fahamkeenna ku saabsan kala duwanaanshaha u dhexeeya qaab-dhismeedka molecular-ka ee noolaha martida loo yahay iyo kuwa la midka ah ee noolaha xorta ah. Waxaan tusinaynaa in mashiinnada molecular-ka, oo muddo dheer loo maleynayay inay yaraadeen, burbureen, oo ay la kulmaan isbeddello kala duwan oo daciifiya, ay beddelkeeda leeyihiin astaamo qaab-dhismeed oo aan caadi ahayn oo si nidaamsan loo iska indhatiray.
Dhanka kale, jajabyada rRNA ee aan weynayn iyo jajabyada isku dhafan ee aan ka helnay ribosomes-ka E. cuniculi waxay soo jeedinayaan in dhimista hidde-sidaha ay beddeli karto xitaa qaybaha mashiinnada molecular-ka aasaasiga ah ee lagu keydiyo saddexda qaybood ee nolosha - ka dib ku dhawaad ​​3.5 bilyan oo sano. horumar madax-bannaan oo noocyada ah.
Qaybaha rRNA ee aan lahayn bararka iyo kuwa isku dhafan ee ku jira ribosomes-ka E. cuniculi ayaa si gaar ah u daneynaya marka la eego daraasadihii hore ee ku saabsanaa molecules-ka RNA ee bakteeriyada endosymbiotic. Tusaale ahaan, molecules-ka aphid-ka ee Buchnera aphidicola, molecules-ka rRNA iyo tRNA waxaa la muujiyay inay leeyihiin qaab-dhismeedyo xasaasiyad ku leh heerkulka sababtoo ah eexda halabuurka A+T iyo saami sare oo ah lammaane saldhig oo aan ahayn kanonical20,50. Isbeddelladan ku yimaada RNA, iyo sidoo kale isbeddellada ku yimaada molecules-ka borotiinka, hadda waxaa loo maleynayaa inay mas'uul ka yihiin ku tiirsanaanta xad-dhaafka ah ee endosymbionts ee lammaanayaasha iyo awood la'aanta endosymbionts inay wareejiyaan kulaylka 21, 23. In kasta oo microsporidia rRNA ee dulinka ah ay leedahay isbeddello qaab-dhismeed oo kala duwan, dabeecadda isbeddelladani waxay soo jeedinaysaa in xasilloonida kulaylka oo yaraatay iyo ku tiirsanaanta sare ee borotiinada chaperone ay noqon karaan astaamo caadi ah oo ka mid ah molecules-ka RNA ee noolaha leh genome-yada oo yaraaday.
Dhanka kale, qaab-dhismeedyadeennu waxay muujinayaan in microsporidia-da noolaha ay horumarisay awood gaar ah oo ay ku difaacdo rRNA-da iyo jajabyada borotiinka ee si ballaaran loo ilaaliyo, iyadoo horumarinaysa awoodda ay u leedahay inay isticmaasho metabolites-ka yaryar ee badan oo si fudud loo heli karo iyagoo ah tusaale qaab-dhismeed oo ah jajabyada rRNA ee burburay iyo jajabyada borotiinka. Burburka qaab-dhismeedka molecular-ka. . Fikraddan waxaa taageeraya xaqiiqda ah in molecules-ka yaryar ee magdhaba lumitaanka jajabyada borotiinka ee rRNA iyo ribosomes-ka E. cuniculi ay ku xidhmaan haraaga gaarka ah ee microsporidia ee borotiinnada uL15 iyo eL30. Tani waxay soo jeedinaysaa in ku xidhnaanta molecules-ka yaryar ee ribosomes-ka ay noqon karto natiijo xulasho togan ah, taas oo isbeddellada gaarka ah ee Microsporidia ee borotiinnada ribosomal loo xushay awooddooda ay ku kordhinayaan isku xirnaanta ribosomes-ka ee molecules-ka yaryar, taas oo horseedi karta noolaha ribosomal ee hufan. Daahfurku wuxuu muujinayaa hal-abuur caqli badan oo ku jira qaab-dhismeedka molecular-ka ee dulinleyda microbial-ka wuxuuna na siinayaa faham wanaagsan oo ku saabsan sida qaab-dhismeedka molecular-ka dulinleyda ay u ilaaliyaan shaqadooda inkastoo horumar yar.
Waqtigan xaadirka ah, aqoonsiga molecules-kan yaryar weli ma cadda. Ma cadda sababta muuqaalka molecules-kan yaryar ee qaab-dhismeedka ribosomal uu uga duwan yahay noocyada microsporidia. Gaar ahaan, ma cadda sababta isku xidhka nucleotide-ka loogu arkay ribosomes-ka E. cuniculi iyo P. locustae, oo aan lagu arag ribosomes-ka V. necatrix, inkastoo ay jiraan haraaga F170 ee borotiinnada eL20 iyo K172 ee V. necatrix. Tirtiriddan waxaa sababi kara haraaga 43 uL6 (oo ku yaal meel u dhow jeebka isku xidhka nucleotide-ka), kaas oo ah tyrosine oo ku jira V. necatrix oo aan ahayn threonine oo ku jira E. cuniculi iyo P. locustae. Silsiladda dhinaca udgoonka badan ee Tyr43 waxay faragelin kartaa isku xidhka nucleotide-ka sababtoo ah isku-darka steric. Taas beddelkeeda, tirtirka nucleotide-ka ee muuqda wuxuu noqon karaa sababtoo ah xallinta hoose ee sawirka cryo-EM, kaas oo carqaladeeya qaabaynta jajabyada ribosomal ee V. necatrix.
Dhanka kale, shaqadeennu waxay soo jeedinaysaa in habka burburka hidde-sideyaashu uu noqon karo awood hal-abuur leh. Gaar ahaan, qaab-dhismeedka ribosome-ka E. cuniculi wuxuu soo jeedinayaa in luminta rRNA iyo jajabyada borotiinka ee ribosome-ka microsporidia ay abuurto cadaadis isbeddel ah oo kor u qaada isbeddellada qaab-dhismeedka ribosome-ka. Kala duwanaanshahani waxay ka dhacaan meel ka fog goobta firfircoon ee ribosome-ka waxayna u muuqdaan inay gacan ka geystaan ​​​​ilaalinta (ama soo celinta) isu-imaatinka ribosome-ka ugu habboon kaas oo haddii kale ay carqaladeyn lahayd rRNA-da oo yaraatay. Tani waxay soo jeedinaysaa in hal-abuur weyn oo ribosome-ka microsporidia uu u muuqdo inuu isu beddelay baahi loo qabo in la ilaaliyo isbeddelka hidde-sideyaasha.
Malaha tan waxaa si fiican loogu sawiray isku xidhka nucleotide, kaas oo aan waligii lagu arag noolaha kale ilaa hadda. Xaqiiqda ah in haraaga ku xidhka nucleotide ay ku jiraan microsporidia-ga caadiga ah, laakiin aan ku jirin eukaryotes-ka kale, waxay soo jeedinaysaa in goobaha ku xidhka nucleotide aysan ahayn oo keliya kayd sugaya inay baaba'aan, ama goobta ugu dambeysa ee rRNA dib loogu soo celiyo qaabka nucleotides-ka shaqsiga ah. Taa beddelkeeda, goobtani waxay u egtahay astaamo waxtar leh oo ka soo bixi kara wareegyo dhowr ah oo xulasho togan ah. Goobaha ku xidhka nucleotide waxay noqon karaan wax soo saar xulasho dabiici ah: marka ES39L la burburiyo, microsporidia waxaa lagu qasbay inay raadsadaan magdhow si loo soo celiyo bayoolojiga ribosome ee ugu fiican marka laga reebo ES39L. Maadaama nucleotide-kani uu ku dayan karo xiriirada molecular-ka ee nucleotide-ka A3186 ee ES39L, molecule-ku wuxuu noqonayaa baloog dhisme oo ribosome ah, kaas oo isku xidhka uu sii wanaajiyo isbeddelka taxanaha eL30.
Marka laga hadlayo horumarka molecular-ka ee dulinleyda gudaha, daraasaddeennu waxay muujinaysaa in xoogagga xulashada dabiiciga ah ee Darwinian iyo hidde-sidaha burburka genome-ka aysan si is barbar socda u shaqeyn, laakiin ay isbedbeddelaan. Marka hore, hidde-sidaha ayaa meesha ka saaraya sifooyinka muhiimka ah ee bayoolajiga, taasoo ka dhigaysa magdhow aad loogu baahan yahay. Kaliya marka dulinleyda ay buuxiyaan baahidan iyada oo loo marayo xulashada dabiiciga ah ee Darwinian ayaa macromolecules-koodu fursad u heli doonaan inay horumariyaan sifooyinkooda ugu cajiibka badan uguna cusub. Muhiimad ahaan, horumarka goobaha isku xidhka nucleotide ee ribosome-ka E. cuniculi wuxuu soo jeedinayaa in qaabkan luminta-ka-faa'iidada ee horumarka molecular uusan kaliya yareyn isbeddellada ba'an, laakiin mararka qaarkood wuxuu bixiyaa shaqooyin gebi ahaanba cusub oo ku saabsan macromolecules-ka dulinka ah.
Fikraddani waxay la jaanqaadaysaa aragtida dheelitirka dhaqdhaqaaqa ee Sewell Wright, taas oo sheegaysa in nidaam adag oo xulasho dabiici ah uu xaddidayo awoodda noolaha si ay u cusboonaysiiyaan51,52,53. Si kastaba ha ahaatee, haddii hidde-siduhu uu carqaladeeyo xulashada dabiiciga ah, leexashadani waxay soo saari kartaa isbeddello aan laftoodu la qabsan karin (ama xitaa waxyeello leh) laakiin horseedi kara isbeddello dheeraad ah oo bixiya jirdhis sare ama dhaqdhaqaaq bayooloji cusub. Qaab-dhismeedkayagu wuxuu taageerayaa fikraddan isagoo muujinaya in isla nooca isbeddelka ee yareeya laablaabka iyo shaqada bayoolojigu uu u muuqdo inuu yahay kicinta ugu weyn ee horumarintiisa. Iyadoo la raacayo qaabka isbeddelka guul-guuleysiga, daraasaddeennu waxay muujinaysaa in jabka hidde-sideyaasha, oo dhaqan ahaan loo arko geeddi-socod burburay, uu sidoo kale yahay darawal weyn oo hal-abuur leh, mararka qaarkoodna xitaa inta badan u oggolaanaya macromolecules inay helaan hawlo cusub oo dulin ah. way isticmaali karaan.