Nature.com ஐப் பார்வையிட்டதற்கு நன்றி.நீங்கள் பயன்படுத்தும் உலாவி பதிப்பில் CSS ஆதரவு குறைவாக உள்ளது.சிறந்த அனுபவத்திற்கு, புதுப்பிக்கப்பட்ட உலாவியைப் பயன்படுத்துமாறு பரிந்துரைக்கிறோம் (அல்லது Internet Explorer இல் இணக்கத்தன்மை பயன்முறையை முடக்கவும்).இதற்கிடையில், தொடர்ந்து ஆதரவை உறுதிப்படுத்த, தளத்தை ஸ்டைல்கள் மற்றும் ஜாவாஸ்கிரிப்ட் இல்லாமல் வழங்குவோம்.
நுண்ணுயிர் ஒட்டுண்ணிகளின் பரிணாமம் இயற்கையான தேர்வுக்கு இடையே ஒரு எதிர்ப்பை உள்ளடக்கியது, இது ஒட்டுண்ணிகளை மேம்படுத்துகிறது மற்றும் மரபணு சறுக்கல், இது ஒட்டுண்ணிகள் மரபணுக்களை இழக்க மற்றும் தீங்கு விளைவிக்கும் பிறழ்வுகளை குவிக்கும்.இங்கே, ஒரு பெரிய மூலக்கூறு அளவில் இந்த எதிர்விளைவு எவ்வாறு நிகழ்கிறது என்பதைப் புரிந்துகொள்வதற்காக, இயற்கையின் மிகச்சிறிய மரபணுக்களில் ஒன்றான யூகாரியோடிக் உயிரினமான என்செபாலிட்டோசூன் குனிகுலியின் ரைபோசோமின் கிரையோ-இஎம் கட்டமைப்பை விவரிக்கிறோம்.E. குனிகுலி ரைபோசோம்களில் rRNA இன் தீவிரக் குறைப்பு, முன்னெப்போதும் இல்லாத கட்டமைப்பு மாற்றங்களுடன் சேர்ந்துள்ளது, அதாவது முன்பு அறியப்படாத இணைந்த rRNA இணைப்பிகள் மற்றும் வீக்கம் இல்லாத rRNA போன்றவை.கூடுதலாக, E. குனிகுலி ரைபோசோம் rRNA துண்டுகள் மற்றும் புரதங்களின் இழப்பிலிருந்து தப்பித்தது, சிதைந்த rRNA துண்டுகள் மற்றும் புரதங்களின் கட்டமைப்புப் பிரதிபலிப்பாக சிறிய மூலக்கூறுகளைப் பயன்படுத்தும் திறனை வளர்த்துக்கொண்டது.ஒட்டுமொத்தமாக, மூலக்கூறு கட்டமைப்புகள் குறைக்கப்படும், சிதைந்துவிடும் மற்றும் பலவீனப்படுத்தும் பிறழ்வுகளுக்கு உட்பட்டது என்று நீண்ட காலமாக கருதப்பட்ட பல ஈடுசெய்யும் வழிமுறைகள் தீவிர மூலக்கூறு சுருக்கங்கள் இருந்தபோதிலும் அவற்றை செயலில் வைத்திருக்கின்றன என்பதைக் காட்டுகிறோம்.
நுண்ணுயிர் ஒட்டுண்ணிகளின் பெரும்பாலான குழுக்கள் அவற்றின் புரவலர்களை சுரண்டுவதற்கு தனித்துவமான மூலக்கூறு கருவிகளைக் கொண்டிருப்பதால், ஒட்டுண்ணிகளின் வெவ்வேறு குழுக்களுக்கு வெவ்வேறு சிகிச்சை முறைகளை நாம் அடிக்கடி உருவாக்க வேண்டும்.இருப்பினும், ஒட்டுண்ணியின் பரிணாம வளர்ச்சியின் சில அம்சங்கள் ஒன்றிணைந்தவை மற்றும் பெரும்பாலும் கணிக்கக்கூடியவை என்று புதிய சான்றுகள் தெரிவிக்கின்றன, இது நுண்ணுயிர் ஒட்டுண்ணிகள்3,4,5,6,7,8,9 ஆகியவற்றில் பரந்த சிகிச்சை தலையீடுகளுக்கான சாத்தியமான அடிப்படையைக் குறிக்கிறது.
மரபணு குறைப்பு அல்லது மரபணு சிதைவு10,11,12,13 எனப்படும் நுண்ணுயிர் ஒட்டுண்ணிகளில் பொதுவான பரிணாமப் போக்கை முந்தைய வேலை அடையாளம் கண்டுள்ளது.நுண்ணுயிரிகள் தங்களுடைய சுதந்திரமான வாழ்க்கை முறையை கைவிட்டு, உயிரணுக்களுக்குள் ஒட்டுண்ணிகளாக (அல்லது எண்டோசைம்பியன்ட்கள்) மாறும் போது, ​​அவற்றின் மரபணுக்கள் மில்லியன் கணக்கான ஆண்டுகளில் மெதுவாக ஆனால் அற்புதமான உருமாற்றங்களுக்கு உட்படுகின்றன என்று தற்போதைய ஆராய்ச்சி காட்டுகிறது9,11.மரபணு சிதைவு எனப்படும் ஒரு செயல்பாட்டில், நுண்ணுயிர் ஒட்டுண்ணிகள் தீங்கு விளைவிக்கும் பிறழ்வுகளைக் குவிக்கின்றன, அவை முன்னர் முக்கியமான பல மரபணுக்களை சூடோஜீன்களாக மாற்றுகின்றன, இது படிப்படியாக மரபணு இழப்பு மற்றும் பரஸ்பர சரிவுக்கு வழிவகுக்கிறது.இந்தச் சரிவு, நெருங்கிய தொடர்புடைய சுதந்திர-வாழும் உயிரினங்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​பழமையான உயிரணுக்களில் உள்ள மரபணுக்களில் 95% வரை அழிக்கப்படலாம்.இவ்வாறு, உயிரணுக்களுக்குள் ஒட்டுண்ணிகளின் பரிணாமம் என்பது இரண்டு எதிரெதிர் சக்திகளுக்கு இடையேயான இழுபறியாகும்: டார்வினிய இயற்கைத் தேர்வு, ஒட்டுண்ணிகளின் முன்னேற்றத்திற்கு வழிவகுத்தது, மற்றும் மரபணுவின் சரிவு, ஒட்டுண்ணிகளை மறதிக்குள் தள்ளுகிறது.இந்த இழுபறியில் இருந்து ஒட்டுண்ணி எவ்வாறு வெளிப்பட்டு அதன் மூலக்கூறு கட்டமைப்பின் செயல்பாட்டைத் தக்கவைத்துக் கொண்டது என்பது தெளிவாகத் தெரியவில்லை.
மரபணு சிதைவின் வழிமுறை முழுமையாக புரிந்து கொள்ளப்படவில்லை என்றாலும், இது முக்கியமாக அடிக்கடி ஏற்படும் மரபணு சறுக்கல் காரணமாக ஏற்படுகிறது.ஒட்டுண்ணிகள் சிறிய, ஓரினச்சேர்க்கை மற்றும் மரபணு ரீதியாக வரையறுக்கப்பட்ட மக்கள்தொகையில் வாழ்வதால், அவை டிஎன்ஏ நகலெடுக்கும் போது சில நேரங்களில் ஏற்படும் தீங்கு விளைவிக்கும் பிறழ்வுகளை திறம்பட அகற்ற முடியாது.இது தீங்கு விளைவிக்கும் பிறழ்வுகளின் மீளமுடியாத குவிப்பு மற்றும் ஒட்டுண்ணி மரபணுவின் குறைப்புக்கு வழிவகுக்கிறது.இதன் விளைவாக, ஒட்டுண்ணியானது உயிரணுக்களுக்குள் உயிர்வாழ்வதற்கு இனி தேவையில்லாத மரபணுக்களை மட்டும் இழப்பதில்லை.ஒட்டுண்ணி மக்கள்தொகையால் ஆங்காங்கே ஏற்படும் தீங்கு விளைவிக்கும் பிறழ்வுகளை திறம்பட அகற்ற இயலாமை, இந்த பிறழ்வுகள் அவற்றின் மிக முக்கியமான மரபணுக்கள் உட்பட மரபணு முழுவதும் குவிவதற்கு காரணமாகிறது.
மரபணுக் குறைப்பு பற்றிய நமது தற்போதைய புரிதலில் பெரும்பாலானவை மரபணு வரிசைகளின் ஒப்பீடுகளை அடிப்படையாகக் கொண்டவை, வீட்டு பராமரிப்பு செயல்பாடுகளைச் செய்யும் மற்றும் சாத்தியமான மருந்து இலக்குகளாக செயல்படும் உண்மையான மூலக்கூறுகளில் ஏற்படும் மாற்றங்களுக்கு குறைந்த கவனம் செலுத்துகிறது.ஒப்பீட்டு ஆய்வுகள், தீங்கு விளைவிக்கும் நுண்ணுயிர் பிறழ்வுகளின் சுமை புரதங்கள் மற்றும் நியூக்ளிக் அமிலங்களை தவறாக மடிப்பதற்கும் திரட்டுவதற்கும் முன்னோடியாகத் தோன்றுகின்றன, மேலும் அவை அதிக சாப்பரோன் சார்ந்து மற்றும் வெப்பத்திற்கு அதிக உணர்திறன் கொண்டவை.கூடுதலாக, பல்வேறு ஒட்டுண்ணிகள்-சுயாதீனமான பரிணாமம் சில சமயங்களில் 2.5 பில்லியன் ஆண்டுகள் வரை பிரிக்கப்பட்டது-அவற்றின் புரதத் தொகுப்பு5,6 மற்றும் டிஎன்ஏ பழுதுபார்க்கும் வழிமுறைகளில் தரக் கட்டுப்பாட்டு மையங்களின் இதேபோன்ற இழப்பை சந்தித்தது.இருப்பினும், செல்லுலார் மேக்ரோமிகுலூல்களின் மற்ற அனைத்து பண்புகளிலும் உள்ளக வாழ்க்கைமுறையின் தாக்கம் பற்றி அதிகம் அறியப்படவில்லை, இதில் தீங்கு விளைவிக்கும் பிறழ்வுகளின் அதிகரித்து வரும் சுமைக்கு மூலக்கூறு தழுவல் உட்பட.
இந்த வேலையில், உள்செல்லுலார் நுண்ணுயிரிகளின் புரதங்கள் மற்றும் நியூக்ளிக் அமிலங்களின் பரிணாம வளர்ச்சியை நன்கு புரிந்து கொள்வதற்காக, என்செபாலிட்டோசூன் குனிகுலி என்ற உயிரணு ஒட்டுண்ணியின் ரைபோசோம்களின் கட்டமைப்பை நாங்கள் தீர்மானித்தோம்.E. குனிகுலி என்பது ஒரு பூஞ்சை போன்ற உயிரினமாகும், இது ஒட்டுண்ணி மைக்ரோஸ்போரிடியாவின் குழுவிற்கு சொந்தமானது, அவை வழக்கத்திற்கு மாறாக சிறிய யூகாரியோடிக் மரபணுக்களைக் கொண்டுள்ளன, எனவே மரபணு சிதைவை ஆய்வு செய்ய மாதிரி உயிரினங்களாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.சமீபத்தில், மைக்ரோஸ்போரிடியா, பரனோசெமா லோகுஸ்டே மற்றும் வைரிமார்பா நெகாட்ரிக்ஸ்31,32 (~3.2 எம்பி மரபணு) ஆகியவற்றின் மிதமான குறைக்கப்பட்ட மரபணுக்களுக்கு கிரையோ-இஎம் ரைபோசோம் அமைப்பு தீர்மானிக்கப்பட்டது.அண்டை ரைபோசோமால் புரதங்களுக்கிடையில் புதிய தொடர்புகளின் வளர்ச்சி அல்லது புதிய msL131,32 ரைபோசோமால் புரதங்களைப் பெறுவதன் மூலம் rRNA பெருக்கத்தின் சில இழப்பு ஈடுசெய்யப்படுவதாக இந்த கட்டமைப்புகள் தெரிவிக்கின்றன.என்செபாலிட்டோசூன் (மரபணு ~2.5 மில்லியன் பிபி), அவற்றின் நெருங்கிய உறவினரான ஆர்டோஸ்போராவுடன் இணைந்து, யூகாரியோட்களில் மரபணுக் குறைப்பின் இறுதி அளவை நிரூபிக்கிறது - அவற்றில் 2000 புரத-குறியீட்டு மரபணுக்கள் குறைவாகவே உள்ளன, மேலும் அவற்றின் ரைபோசோம்கள் ஆர்என்ஏ சிதைந்த துண்டுகள் மட்டுமல்ல (ஆர்என்ஏ சிதைவுற்றது) என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. பாக்டீரியல் ரைபோசோம்களிலிருந்து வரும் போசோம்கள்) E. குனிகுலி மரபணு26,27,28 இல் ஹோமோலாக்ஸ் இல்லாததால் நான்கு ரைபோசோமால் புரதங்களும் உள்ளன.எனவே, E. குனிகுலி ரைபோசோம் மரபணு சிதைவுக்கு மூலக்கூறு தழுவலுக்கான முன்னர் அறியப்படாத உத்திகளை வெளிப்படுத்த முடியும் என்று நாங்கள் முடிவு செய்தோம்.
எங்களின் கிரையோ-இஎம் அமைப்பு வகைப்படுத்தப்பட வேண்டிய மிகச்சிறிய யூகாரியோடிக் சைட்டோபிளாஸ்மிக் ரைபோசோமைக் குறிக்கிறது மற்றும் உயிரணுவின் ஒருங்கிணைந்த மூலக்கூறு இயந்திரங்களின் கட்டமைப்பு, அசெம்பிளி மற்றும் பரிணாம வளர்ச்சியை மரபணுக் குறைப்பின் இறுதி அளவு எவ்வாறு பாதிக்கிறது என்பதைப் பற்றிய நுண்ணறிவை வழங்குகிறது.E. குனிகுலி ரைபோசோம் ஆர்என்ஏ மடிப்பு மற்றும் ரைபோசோம் அசெம்பிளி ஆகியவற்றின் பரவலாகப் பாதுகாக்கப்பட்ட பல கொள்கைகளை மீறுகிறது என்பதைக் கண்டறிந்தோம், மேலும் புதிய, முன்பு அறியப்படாத ரைபோசோமால் புரதத்தைக் கண்டுபிடித்தோம்.மிகவும் எதிர்பாராத விதமாக, மைக்ரோஸ்போரிடியா ரைபோசோம்கள் சிறிய மூலக்கூறுகளை பிணைக்கும் திறனை உருவாக்கியுள்ளன என்பதைக் காட்டுகிறோம், மேலும் rRNA மற்றும் புரதங்களில் உள்ள துண்டிப்புகள் பரிணாம கண்டுபிடிப்புகளைத் தூண்டுகின்றன, அவை இறுதியில் ரைபோசோமில் பயனுள்ள குணங்களை வழங்கக்கூடும் என்று அனுமானிக்கிறோம்.
உயிரணுக்களுக்குள் புரதங்கள் மற்றும் நியூக்ளிக் அமிலங்களின் பரிணாம வளர்ச்சியைப் பற்றிய நமது புரிதலை மேம்படுத்த, ஈ. குனிகுலி வித்திகளை அவற்றின் ரைபோசோம்களைச் சுத்தப்படுத்தவும், இந்த ரைபோசோம்களின் கட்டமைப்பைத் தீர்மானிக்கவும் பாதிக்கப்பட்ட பாலூட்டிகளின் உயிரணுக்களின் கலாச்சாரங்களிலிருந்து தனிமைப்படுத்த முடிவு செய்தோம்.அதிக எண்ணிக்கையிலான ஒட்டுண்ணி மைக்ரோஸ்போரிடியாவைப் பெறுவது கடினம், ஏனெனில் மைக்ரோஸ்போரிடியாவை ஊட்டச்சத்து ஊடகத்தில் வளர்க்க முடியாது.மாறாக, அவை ஹோஸ்ட் செல்லுக்குள் மட்டுமே வளர்ந்து இனப்பெருக்கம் செய்கின்றன.எனவே, ரைபோசோம் சுத்திகரிப்புக்கான E. குனிகுலி உயிரியை பெற, பாலூட்டிகளின் சிறுநீரக செல் கோடு RK13 ஐ E. குனிகுலி ஸ்போர்களால் பாதித்தோம் மற்றும் E. குனிகுலி வளர மற்றும் பெருக்க அனுமதிக்க பல வாரங்களுக்கு இந்த பாதிக்கப்பட்ட செல்களை வளர்ப்போம்.சுமார் அரை சதுர மீட்டர் பரப்பளவில் பாதிக்கப்பட்ட செல் மோனோலேயரைப் பயன்படுத்தி, சுமார் 300 மில்லிகிராம் மைக்ரோஸ்போரிடியா ஸ்போர்களை சுத்திகரித்து அவற்றை ரைபோசோம்களை தனிமைப்படுத்த பயன்படுத்த முடிந்தது.பின்னர் கண்ணாடி மணிகள் மூலம் சுத்திகரிக்கப்பட்ட வித்திகளை சீர்குலைத்து, லைசேட்களின் படிநிலை பாலிஎதிலீன் கிளைகோல் பகுதியைப் பயன்படுத்தி கச்சா ரைபோசோம்களை தனிமைப்படுத்தினோம்.இது கட்டமைப்பு பகுப்பாய்வுக்காக சுமார் 300 µg மூல E. குனிகுலி ரைபோசோம்களைப் பெற அனுமதித்தது.
இதன் விளைவாக வரும் ரைபோசோம் மாதிரிகளைப் பயன்படுத்தி கிரையோ-இஎம் படங்களைச் சேகரித்து, பெரிய ரைபோசோமால் சப்யூனிட், சிறிய சப்யூனிட் ஹெட் மற்றும் சிறிய சப்யூனிட் ஆகியவற்றுடன் தொடர்புடைய முகமூடிகளைப் பயன்படுத்தி இந்தப் படங்களைச் செயலாக்கினோம்.இந்தச் செயல்பாட்டின் போது, ​​சுமார் 108,000 ரைபோசோமால் துகள்கள் மற்றும் 2.7 Å தெளிவுத்திறனுடன் கணக்கிடப்பட்ட கிரையோ-இஎம் படங்களைச் சேகரித்தோம் (துணைப் படங்கள் 1-3).நாங்கள் rRNA, ரைபோசோமால் புரதம் மற்றும் E. குனிகுலி ரைபோசோம்கள் (படம் 1a, b) உடன் தொடர்புடைய ஹைபர்னேஷன் காரணி Mdf1 ஆகியவற்றை மாதிரியாக உருவாக்க cryoEM படங்களைப் பயன்படுத்தினோம்.
உறக்கநிலை காரணி Mdf1 (pdb id 7QEP) உடன் சிக்கலான E. குனிகுலி ரைபோசோமின் ஒரு அமைப்பு.b ஹைபர்னேஷன் காரணி Mdf1 இன் வரைபடம் E. குனிகுலி ரைபோசோமுடன் தொடர்புடையது.c இரண்டாம் நிலை கட்டமைப்பு வரைபடம் மைக்ரோஸ்போரிடியன் இனங்களில் மீட்கப்பட்ட rRNA ஐ அறியப்பட்ட ரைபோசோமால் கட்டமைப்புகளுடன் ஒப்பிடுகிறது.டிகோடிங் தளம் (டிசி), சார்சினிசின் லூப் (எஸ்ஆர்எல்) மற்றும் பெப்டிடைல் டிரான்ஸ்ஃபெரேஸ் சென்டர் (பிடிசி) உள்ளிட்ட பெருக்கப்பட்ட ஆர்ஆர்என்ஏ துண்டுகள் (இஎஸ்) மற்றும் ரைபோசோம் செயலில் உள்ள தளங்களின் இருப்பிடத்தை பேனல்கள் காட்டுகின்றன.ஈ. குனிகுலி ரைபோசோமின் பெப்டிடைல் டிரான்ஸ்ஃபெரேஸ் மையத்துடன் தொடர்புடைய எலக்ட்ரான் அடர்த்தி, இந்த வினையூக்கி தளமானது E. குனிகுலி ஒட்டுண்ணி மற்றும் H. சேபியன்ஸ் உட்பட அதன் புரவலன்களில் அதே அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது என்று கூறுகிறது.e, f டிகோடிங் சென்டரின் தொடர்புடைய எலக்ட்ரான் அடர்த்தி (e) மற்றும் டிகோடிங் சென்டரின் (f) திட்ட அமைப்பு ஆகியவை E. குனிகுலியில் A1491 (E. coli numbering) க்கு பதிலாக U1491 எச்சங்கள் இருப்பதைக் குறிக்கிறது.செயலில் உள்ள இந்த தளத்தை குறிவைக்கும் நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகளுக்கு ஈ.குனிகுலி உணர்திறன் கொண்டதாக இருக்கலாம் என்று இந்த மாற்றம் தெரிவிக்கிறது.
V. necatrix மற்றும் P. locustae ரைபோசோம்களின் முன்பு நிறுவப்பட்ட கட்டமைப்புகளுக்கு மாறாக (இரண்டு கட்டமைப்புகளும் ஒரே மைக்ரோஸ்போரிடியா குடும்பமான Nosematidae மற்றும் ஒன்றுக்கொன்று மிகவும் ஒத்தவை), 31,32 E. குனிகுலி ரைபோசோம்கள் rRNA மற்றும் புரதச் சிதைவின் பல செயல்முறைகளுக்கு உட்படுகின்றன.மேலும் டினாட்டரேஷன் (துணை புள்ளிவிவரங்கள் 4-6).rRNA இல், மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க மாற்றங்களில் பெருக்கப்பட்ட 25S rRNA துண்டு ES12L இன் முழுமையான இழப்பு மற்றும் h39, h41 மற்றும் H18 ஹெலிகளின் பகுதி சிதைவு ஆகியவை அடங்கும் (படம். 1c, துணைப் படம். 4).ரைபோசோமால் புரதங்களில், மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க மாற்றங்களில் eS30 புரதத்தின் முழுமையான இழப்பு மற்றும் eL8, eL13, eL18, eL22, eL29, eL40, uS3, uS9, uS14, uS17, மற்றும் eS7 புரதங்களின் சுருக்கம் ஆகியவை அடங்கும் (படங்கள் 4).
எனவே, என்செபலோட்டோசூன்/ஆர்டோஸ்போரா இனங்களின் மரபணுக்களின் தீவிரக் குறைப்பு அவற்றின் ரைபோசோம் அமைப்பில் பிரதிபலிக்கிறது: E. குனிகுலி ரைபோசோம்கள் யூகாரியோடிக் சைட்டோபிளாஸ்மிக் ரைபோசோம்களில் புரத உள்ளடக்கத்தின் மிக வியத்தகு இழப்பை அனுபவிக்கின்றன. வாழ்க்கையின் மூன்று களங்களிலும்.E. குனிகுலி ரைபோசோமின் அமைப்பு இந்த மாற்றங்களுக்கான முதல் மூலக்கூறு மாதிரியை வழங்குகிறது மற்றும் ஒப்பீட்டு மரபியல் மற்றும் உள்செல்லுலார் உயிரியக்கக் கட்டமைப்பின் ஆய்வுகள் இரண்டாலும் கவனிக்கப்படாத பரிணாம நிகழ்வுகளை வெளிப்படுத்துகிறது (துணை படம். 7).கீழே, இந்த நிகழ்வுகள் ஒவ்வொன்றையும் அவற்றின் சாத்தியமான பரிணாம தோற்றம் மற்றும் ரைபோசோம் செயல்பாட்டில் அவற்றின் சாத்தியமான தாக்கத்துடன் விவரிக்கிறோம்.
பெரிய rRNA துண்டிக்கப்படுவதைத் தவிர, E. குனிகுலி ரைபோசோம்கள் அவற்றின் செயலில் உள்ள தளங்களில் ஒன்றில் rRNA மாறுபாடுகளைக் கொண்டிருப்பதைக் கண்டறிந்தோம்.E. குனிகுலி ரைபோசோமின் பெப்டிடைல் பரிமாற்ற மையம் மற்ற யூகாரியோடிக் ரைபோசோம்கள் (படம் 1d) போன்ற அதே அமைப்பைக் கொண்டிருந்தாலும், டிகோடிங் மையம் நியூக்ளியோடைடு 1491 இல் உள்ள வரிசை மாறுபாட்டால் வேறுபடுகிறது (E. coli எண்கள், படம் 1e, f).பாக்டீரியா வகை எச்சங்களான A1408 மற்றும் G1491 உடன் ஒப்பிடும்போது யூகாரியோடிக் ரைபோசோம்களின் டிகோடிங் தளத்தில் பொதுவாக G1408 மற்றும் A1491 எச்சங்கள் இருப்பதால் இந்தக் கவனிப்பு முக்கியமானது.இந்த மாறுபாடு ரைபோசோமால் நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகள் மற்றும் டிகோடிங் தளத்தை குறிவைக்கும் பிற சிறிய மூலக்கூறுகளின் அமினோகிளைகோசைட் குடும்பத்திற்கு பாக்டீரியா மற்றும் யூகாரியோடிக் ரைபோசோம்களின் வெவ்வேறு உணர்திறனை அடிக்கோடிட்டுக் காட்டுகிறது.E. குனிகுலி ரைபோசோமின் டிகோடிங் தளத்தில், எச்சம் A1491 ஆனது U1491 உடன் மாற்றப்பட்டது, இந்த செயலில் உள்ள தளத்தை குறிவைத்து சிறிய மூலக்கூறுகளுக்கு ஒரு தனித்துவமான பிணைப்பு இடைமுகத்தை உருவாக்கும்.அதே A14901 மாறுபாடு P. locustae மற்றும் V. necatrix போன்ற மற்ற மைக்ரோஸ்போரிடியாவிலும் உள்ளது, இது மைக்ரோஸ்போரிடியா இனங்கள் (படம் 1f) மத்தியில் பரவலாக இருப்பதாகக் கூறுகிறது.
எங்களின் E. குனிகுலி ரைபோசோம் மாதிரிகள் வளர்சிதை மாற்ற செயலற்ற ஸ்போர்களில் இருந்து தனிமைப்படுத்தப்பட்டதால், முன்பு விவரிக்கப்பட்ட ரைபோசோம்களை மன அழுத்தம் அல்லது பட்டினி நிலையில் பிணைப்பதற்காக E. குனிகுலியின் கிரையோ-EM வரைபடத்தை சோதித்தோம்.உறக்கநிலை காரணிகள் 31,32,36,37, 38. உறங்கும் ரைபோசோமின் முன்பு நிறுவப்பட்ட கட்டமைப்பை E. குனிகுலி ரைபோசோமின் கிரையோ-EM வரைபடத்துடன் பொருத்தினோம்.நறுக்குவதற்கு, S. செரிவிசியா ரைபோசோம்கள் உறக்கநிலை காரணி Stm138, வெட்டுக்கிளி ரைபோசோம்கள் Lso232 காரணி மற்றும் V. நெகாட்ரிக்ஸ் ரைபோசோம்கள் Mdf1 மற்றும் Mdf231 காரணிகளுடன் சிக்கலானது.அதே நேரத்தில், மீதமுள்ள காரணி Mdf1 உடன் தொடர்புடைய cryo-EM அடர்த்தியைக் கண்டறிந்தோம்.V. நெகாட்ரிக்ஸ் ரைபோசோமுடன் Mdf1 பிணைப்பைப் போலவே, Mdf1 ஆனது E. குனிகுலி ரைபோசோமுடன் பிணைக்கிறது, அங்கு அது ரைபோசோமின் E தளத்தைத் தடுக்கிறது, ஒருவேளை ஒட்டுண்ணி வித்திகள் வளர்சிதை மாற்றத்தில் செயலற்ற நிலையில் இருக்கும் போது ரைபோசோம்களை கிடைக்கச் செய்ய உதவுகிறது (படம் 2).)
Mdf1 ரைபோசோமின் E தளத்தைத் தடுக்கிறது, இது ஒட்டுண்ணி வித்திகள் வளர்சிதை மாற்றத்தில் செயலிழக்கும் போது ரைபோசோமை செயலிழக்கச் செய்ய உதவுகிறது.E. குனிகுலி ரைபோசோமின் கட்டமைப்பில், Mdf1 ஆனது L1 ரைபோசோம் தண்டுடன் முன்னர் அறியப்படாத தொடர்பை உருவாக்குகிறது என்பதைக் கண்டறிந்தோம், இது ரைபோசோமின் பகுதியாகும், இது புரதத் தொகுப்பின் போது ரைபோசோமில் இருந்து deacylated tRNA ஐ வெளியிட உதவுகிறது.இந்த தொடர்புகள், Mdf1 ஆனது டீசெடைலேட்டட் tRNA போன்ற அதே பொறிமுறையைப் பயன்படுத்தி ரைபோசோமில் இருந்து பிரிகிறது, புரதத் தொகுப்பை மீண்டும் செயல்படுத்த Mdf1 ஐ ரைபோசோம் எவ்வாறு நீக்குகிறது என்பதற்கான சாத்தியமான விளக்கத்தை வழங்குகிறது.
எவ்வாறாயினும், எங்கள் அமைப்பு Mdf1 மற்றும் L1 ரைபோசோம் காலுக்கு இடையே ஒரு அறியப்படாத தொடர்பை வெளிப்படுத்தியது (புரதத் தொகுப்பின் போது ரைபோசோமில் இருந்து deacylated tRNA ஐ வெளியிட உதவும் ரைபோசோமின் பகுதி).குறிப்பாக, டீசிலேட்டட் டிஆர்என்ஏ மூலக்கூறின் (படம் 2) முழங்கை பிரிவில் உள்ள அதே தொடர்புகளை Mdf1 பயன்படுத்துகிறது.முன்னர் அறியப்படாத இந்த மூலக்கூறு மாடலிங், டீசெடைலேட்டட் டிஆர்என்ஏ போன்ற அதே பொறிமுறையைப் பயன்படுத்தி எம்டிஎஃப் 1 ரைபோசோமில் இருந்து பிரிகிறது என்பதைக் காட்டுகிறது, இது புரதத் தொகுப்பை மீண்டும் செயல்படுத்த ரைபோசோம் இந்த உறக்கநிலை காரணியை எவ்வாறு நீக்குகிறது என்பதை விளக்குகிறது.
ஆர்ஆர்என்ஏ மாதிரியை உருவாக்கும்போது, ​​ஈ.குனிகுலி ரைபோசோம் அசாதாரணமாக மடிந்த rRNA துண்டுகளைக் கொண்டிருப்பதைக் கண்டறிந்தோம், அதை நாம் இணைந்த rRNA (படம் 3) என்று அழைத்தோம்.வாழ்க்கையின் மூன்று களங்களில் பரவியிருக்கும் ரைபோசோம்களில், ஆர்ஆர்என்ஏ கட்டமைப்புகளாக மடிகிறது, இதில் பெரும்பாலான ஆர்ஆர்என்ஏ அடிப்படைகள் ஒன்றுக்கொன்று அடிப்படை ஜோடியாக மடிகின்றன அல்லது ரைபோசோமால் புரதங்களுடன் தொடர்பு கொள்கின்றன38,39,40.இருப்பினும், ஈ. குனிகுலி ரைபோசோம்களில், ஆர்ஆர்என்ஏக்கள் இந்த மடிப்புக் கொள்கையை மீறுவதாகத் தெரிகிறது, அவற்றின் சில ஹெலிகளை விரிவடையாத ஆர்ஆர்என்ஏ பகுதிகளாக மாற்றுகிறது.
S. செரிவிசியா, V. நெகாட்ரிக்ஸ் மற்றும் E. குனிகுலி ஆகியவற்றில் உள்ள H18 25S rRNA ஹெலிக்ஸ் அமைப்பு.பொதுவாக, ரைபோசோம்களில் மூன்று உயிர் களங்களில், இந்த இணைப்பான் 24 முதல் 34 எச்சங்களைக் கொண்ட ஆர்என்ஏ ஹெலிக்ஸில் சுருள்கிறது.மைக்ரோஸ்போரிடியாவில், இதற்கு நேர்மாறாக, இந்த ஆர்ஆர்என்ஏ இணைப்பான் படிப்படியாக 12 எச்சங்களைக் கொண்ட இரண்டு ஒற்றை-இழைய யூரிடின் நிறைந்த இணைப்பிகளாகக் குறைக்கப்படுகிறது.இந்த எச்சங்களில் பெரும்பாலானவை கரைப்பான்களுக்கு வெளிப்படும்.ஒட்டுண்ணி மைக்ரோஸ்போரிடியா ஆர்ஆர்என்ஏ மடிப்புகளின் பொதுக் கொள்கைகளை மீறுவதாகத் தோன்றுவதாக படம் காட்டுகிறது, அங்கு ஆர்ஆர்என்ஏ அடிப்படைகள் பொதுவாக மற்ற தளங்களுடன் இணைக்கப்படுகின்றன அல்லது ஆர்ஆர்என்ஏ-புரத தொடர்புகளில் ஈடுபடுகின்றன.மைக்ரோஸ்போரிடியாவில், சில ஆர்ஆர்என்ஏ துண்டுகள் சாதகமற்ற மடிப்பைப் பெறுகின்றன, இதில் முந்தைய ஆர்ஆர்என்ஏ ஹெலிக்ஸ் கிட்டத்தட்ட நேர்கோட்டில் நீட்டப்பட்ட ஒற்றை இழை துண்டுகளாக மாறுகிறது.இந்த அசாதாரண பகுதிகளின் இருப்பு மைக்ரோஸ்போரிடியா ஆர்ஆர்என்ஏவை குறைந்தபட்ச ஆர்என்ஏ தளங்களைப் பயன்படுத்தி தொலைதூர ஆர்ஆர்என்ஏ துண்டுகளை பிணைக்க அனுமதிக்கிறது.
இந்த பரிணாம மாற்றத்தின் மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க உதாரணத்தை H18 25S rRNA ஹெலிக்ஸ் (படம் 3) இல் காணலாம்.ஈ.கோலி முதல் மனிதர்கள் வரையிலான இனங்களில், இந்த ஆர்ஆர்என்ஏ ஹெலிக்ஸின் தளங்கள் 24-32 நியூக்ளியோடைட்களைக் கொண்டிருக்கின்றன, இது சற்று ஒழுங்கற்ற ஹெலிக்ஸை உருவாக்குகிறது.V. necatrix மற்றும் P. Locustae,31,32 ஆகியவற்றிலிருந்து முன்னர் அடையாளம் காணப்பட்ட ரைபோசோமால் கட்டமைப்புகளில் H18 ஹெலிக்ஸின் தளங்கள் பகுதியளவு சுருட்டப்படவில்லை, ஆனால் நியூக்ளியோடைடு அடிப்படை இணைத்தல் பாதுகாக்கப்படுகிறது.இருப்பினும், E. குனிகுலியில் இந்த rRNA துண்டானது 228UUUGU232 மற்றும் 301UUUUUUUUU307 ஆகிய மிகக் குறுகிய இணைப்பாளர்களாக மாறுகிறது.வழக்கமான rRNA துண்டுகள் போலல்லாமல், இந்த யூரிடின் நிறைந்த இணைப்பிகள் ரைபோசோமால் புரதங்களுடன் சுருண்டோ அல்லது விரிவான தொடர்பையோ ஏற்படுத்தாது.அதற்கு பதிலாக, அவை கரைப்பான்-திறந்த மற்றும் முழுமையாக விரிக்கப்பட்ட கட்டமைப்புகளை ஏற்றுக்கொள்கின்றன, இதில் rRNA இழைகள் கிட்டத்தட்ட நேராக நீட்டிக்கப்படுகின்றன.H16 மற்றும் H18 rRNA ஹெலிக்களுக்கு இடையே உள்ள 33 Å இடைவெளியை நிரப்ப E. குனிகுலி 12 RNA தளங்களை மட்டும் எவ்வாறு பயன்படுத்துகிறது என்பதை இந்த நீட்டிக்கப்பட்ட அமைப்பு விளக்குகிறது, மற்ற இனங்களுக்கு இடைவெளியை நிரப்ப குறைந்தபட்சம் இரண்டு மடங்கு rRNA தளங்கள் தேவைப்படுகின்றன.
எனவே, ஆற்றலுடன் சாதகமற்ற மடிப்பு மூலம், ஒட்டுண்ணி மைக்ரோஸ்போரிடியா, வாழ்க்கையின் மூன்று களங்களில் உள்ள உயிரினங்கள் முழுவதும் பரவலாகப் பாதுகாக்கப்படும் ஆர்ஆர்என்ஏ பிரிவுகளைக் கூட சுருக்க ஒரு உத்தியை உருவாக்கியுள்ளது என்பதை நாம் நிரூபிக்க முடியும்.வெளிப்படையாக, ஆர்ஆர்என்ஏ ஹெலிகளை குறுகிய பாலி-யு இணைப்பாளர்களாக மாற்றும் பிறழ்வுகளைக் குவிப்பதன் மூலம், ஈ.குனிகுலி தொலைதூர ஆர்ஆர்என்ஏ துண்டுகளை பிணைக்க முடிந்தவரை குறைவான நியூக்ளியோடைடுகளைக் கொண்ட அசாதாரண ஆர்ஆர்என்ஏ துண்டுகளை உருவாக்கலாம்.மைக்ரோஸ்போரிடியா அவற்றின் கட்டமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டு ஒருமைப்பாட்டை இழக்காமல் அவற்றின் அடிப்படை மூலக்கூறு கட்டமைப்பில் வியத்தகு குறைப்பை எவ்வாறு அடைந்தது என்பதை விளக்க இது உதவுகிறது.
E. குனிகுலி rRNA இன் மற்றொரு அசாதாரண அம்சம் தடித்தல் இல்லாமல் rRNA தோற்றம் (படம் 4).Bulges என்பது அடிப்படை ஜோடிகள் இல்லாத நியூக்ளியோடைடுகள் ஆகும், அவை RNA ஹெலிக்ஸில் ஒளிந்து கொள்வதற்குப் பதிலாக வெளியே திரிகின்றன.பெரும்பாலான ஆர்ஆர்என்ஏ புரோட்ரூஷன்கள் மூலக்கூறு பசைகளாக செயல்படுகின்றன, இது அருகிலுள்ள ரைபோசோமால் புரதங்கள் அல்லது பிற ஆர்ஆர்என்ஏ துண்டுகளை பிணைக்க உதவுகிறது.சில வீக்கங்கள் கீல்களாக செயல்படுகின்றன, இது ஆர்ஆர்என்ஏ ஹெலிக்ஸ் வளைந்து மற்றும் உற்பத்தி புரத தொகுப்புக்கு உகந்ததாக மடிக்க அனுமதிக்கிறது 41 .
ஒரு ஆர்ஆர்என்ஏ ப்ரோட்ரூஷன் (எஸ். செரிவிசியா எண்) E. குனிகுலி ரைபோசோம் அமைப்பில் இல்லை, ஆனால் பெரும்பாலான பிற யூகாரியோட்டுகளில் உள்ளது b E. coli, S. cerevisiae, H. sapiens மற்றும் E. cuniculi இன்டர்னல் ரைபோசோம்கள்.ஒட்டுண்ணிகள் பல பழமையான, மிகவும் பாதுகாக்கப்பட்ட rRNA வீக்கங்களைக் கொண்டிருக்கவில்லை.இந்த தடித்தல்கள் ரைபோசோம் கட்டமைப்பை உறுதிப்படுத்துகின்றன;எனவே, மைக்ரோஸ்போரிடியாவில் அவை இல்லாதது மைக்ரோஸ்போரிடியா ஒட்டுண்ணிகளில் ஆர்ஆர்என்ஏ மடிப்பு குறைந்த நிலைத்தன்மையைக் குறிக்கிறது.P தண்டுகளுடன் ஒப்பிடுகையில் (பாக்டீரியாவில் L7/L12 தண்டுகள்) rRNA புடைப்புகளின் இழப்பு சில நேரங்களில் இழந்த புடைப்புகளுக்கு அடுத்ததாக புதிய புடைப்புகள் தோன்றுவதைக் காட்டுகிறது.23S/28S rRNA இல் உள்ள H42 ஹெலிக்ஸ் ஒரு பழங்கால வீக்கத்தைக் கொண்டுள்ளது (Saccharomyces cerevisiae இல் U1206) வாழ்க்கையின் மூன்று களங்களில் அதன் பாதுகாப்பின் காரணமாக குறைந்தது 3.5 பில்லியன் ஆண்டுகள் பழமையானதாக மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது.மைக்ரோஸ்போரிடியாவில், இந்த வீக்கம் அகற்றப்படுகிறது.இருப்பினும், இழந்த வீக்கத்திற்கு அடுத்ததாக ஒரு புதிய வீக்கம் தோன்றியது (E. குனிகுலியில் A1306).
வியக்கத்தக்க வகையில், ஈ. குனிகுலி ரைபோசோம்களில் மற்ற உயிரினங்களில் காணப்படும் பெரும்பாலான ஆர்ஆர்என்ஏ வீக்கங்கள் இல்லை என்பதைக் கண்டறிந்தோம், மற்ற யூகாரியோட்களில் (படம் 4a) பாதுகாக்கப்பட்ட 30க்கும் மேற்பட்ட வீக்கங்கள் உட்பட.இந்த இழப்பு ரைபோசோமால் சப்யூனிட்கள் மற்றும் அருகிலுள்ள ஆர்ஆர்என்ஏ ஹெலிஸ்களுக்கு இடையேயான பல தொடர்புகளை நீக்குகிறது, சில சமயங்களில் ரைபோசோமுக்குள் பெரிய வெற்று வெற்றிடங்களை உருவாக்குகிறது, மேலும் பாரம்பரிய ரைபோசோம்களுடன் ஒப்பிடும்போது ஈ.குனிகுலி ரைபோசோமை அதிக நுண்துளைகளாக ஆக்குகிறது (படம். 4b).குறிப்பிடத்தக்க வகையில், முன்னர் அடையாளம் காணப்பட்ட V. நெகாட்ரிக்ஸ் மற்றும் P. லோகுஸ்டே ரைபோசோம் கட்டமைப்புகளிலும் இந்த வீக்கங்களில் பெரும்பாலானவை தொலைந்துவிட்டதைக் கண்டறிந்தோம், அவை முந்தைய கட்டமைப்பு பகுப்பாய்வுகளால் கவனிக்கப்படவில்லை31,32.
சில நேரங்களில் ஆர்ஆர்என்ஏ வீக்கங்களின் இழப்பு, இழந்த வீக்கத்திற்கு அடுத்ததாக புதிய வீக்கம் உருவாகிறது.எடுத்துக்காட்டாக, ரைபோசோமால் பி-ஸ்டெம் U1208 வீக்கத்தைக் கொண்டுள்ளது (சாக்கரோமைசஸ் செரிவிசியாவில்) இது ஈ.கோலியிலிருந்து மனிதர்களுக்கு உயிர் பிழைத்தது, எனவே 3.5 பில்லியன் ஆண்டுகள் பழமையானது என மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது.புரதத் தொகுப்பின் போது, ​​இந்த வீக்கமானது P ஸ்டெம் திறந்த மற்றும் மூடிய இணக்கங்களுக்கு இடையே நகர்வதற்கு உதவுகிறது, இதனால் ரைபோசோம் மொழிபெயர்ப்புக் காரணிகளைத் தேர்ந்தெடுத்து செயலில் உள்ள தளத்திற்கு வழங்க முடியும்.E. குனிகுலி ரைபோசோம்களில், இந்த தடித்தல் இல்லை;இருப்பினும், மூன்று அடிப்படை ஜோடிகளில் மட்டுமே அமைந்துள்ள ஒரு புதிய தடித்தல் (G883) P தண்டின் உகந்த நெகிழ்வுத்தன்மையை மீட்டெடுப்பதற்கு பங்களிக்கும் (படம் 4c).
வீக்கங்கள் இல்லாத ஆர்ஆர்என்ஏ பற்றிய எங்கள் தரவு, ஆர்ஆர்என்ஏ குறைப்பு என்பது ரைபோசோமின் மேற்பரப்பில் உள்ள ஆர்ஆர்என்ஏ உறுப்புகளின் இழப்புடன் மட்டுப்படுத்தப்படவில்லை, ஆனால் ரைபோசோம் கருவையும் உள்ளடக்கியிருக்கலாம், இது சுதந்திரமாக வாழும் உயிரணுக்களில் விவரிக்கப்படாத ஒட்டுண்ணி-குறிப்பிட்ட மூலக்கூறு குறைபாட்டை உருவாக்குகிறது.வாழும் இனங்கள் கவனிக்கப்படுகின்றன.
கேனானிகல் ரைபோசோமால் புரதங்கள் மற்றும் ஆர்ஆர்என்ஏவை மாதிரியாக்கிய பிறகு, வழக்கமான ரைபோசோமால் கூறுகளால் கிரையோ-இஎம் படத்தின் மூன்று பகுதிகளை விளக்க முடியாது என்பதைக் கண்டறிந்தோம்.இவற்றில் இரண்டு துண்டுகள் அளவில் சிறிய மூலக்கூறுகள் (படம் 5, துணைப் படம் 8).முதல் பிரிவு ரைபோசோமால் புரதங்களான uL15 மற்றும் eL18 ஆகியவற்றுக்கு இடையே பொதுவாக eL18 இன் C-டெர்மினஸால் ஆக்கிரமிக்கப்பட்ட நிலையில் உள்ளது, இது E. குனிகுலியில் சுருக்கப்பட்டது.இந்த மூலக்கூறின் அடையாளத்தை நம்மால் தீர்மானிக்க முடியாவிட்டாலும், இந்த அடர்த்தி தீவின் அளவு மற்றும் வடிவம் ஸ்பெர்மிடின் மூலக்கூறுகள் இருப்பதால் நன்கு விளக்கப்பட்டுள்ளது.ரைபோசோமுடன் அதன் பிணைப்பு uL15 புரதங்களில் (Asp51 மற்றும் Arg56) மைக்ரோஸ்போரிடியா-குறிப்பிட்ட பிறழ்வுகளால் உறுதிப்படுத்தப்படுகிறது, இது இந்த சிறிய மூலக்கூறுக்கான ரைபோசோமின் தொடர்பை அதிகரிப்பது போல் தெரிகிறது, ஏனெனில் அவை uL15 சிறிய மூலக்கூறை ரைபோசோமால் கட்டமைப்பிற்குள் மடிக்க அனுமதிக்கின்றன.துணை படம் 2).8, கூடுதல் தரவு 1, 2).
E. குனிகுலி ரைபோசோமுடன் பிணைக்கப்பட்ட ரைபோஸுக்கு வெளியே நியூக்ளியோடைடுகள் இருப்பதைக் காட்டும் Cryo-EM இமேஜிங்.E. குனிகுலி ரைபோசோமில், இந்த நியூக்ளியோடைடு 25S rRNA A3186 நியூக்ளியோடைடு (Saccharomyces cerevisiae numbering) மற்ற யூகாரியோடிக் ரைபோசோம்களில் இருக்கும் அதே இடத்தைப் பெறுகிறது.b E. குனிகுலியின் ரைபோசோமால் அமைப்பில், இந்த நியூக்ளியோடைடு ribosomal புரதங்களான uL9 மற்றும் eL20 ஆகியவற்றுக்கு இடையே அமைந்துள்ளது, இதன் மூலம் இரண்டு புரதங்களுக்கிடையேயான தொடர்பை உறுதிப்படுத்துகிறது.மைக்ரோஸ்போரிடியா இனங்கள் மத்தியில் cd eL20 வரிசை பாதுகாப்பு பகுப்பாய்வு.மைக்ரோஸ்போரிடியா இனங்களின் பைலோஜெனடிக் மரம் (c) மற்றும் eL20 புரதத்தின் பல வரிசை சீரமைப்பு ஆகியவை நியூக்ளியோடைடு-பிணைப்பு எச்சங்கள் F170 மற்றும் K172 ஆகியவை மிகவும் பொதுவான மைக்ரோஸ்போரிடியாவில் பாதுகாக்கப்படுவதைக் காட்டுகின்றன, S. lophii ஐத் தவிர, ஆரம்பகால மைக்ரோஸ்போரிடியாவைத் தவிர.e நியூக்ளியோடைடு-பிணைப்பு எச்சங்கள் F170 மற்றும் K172 ஆகியவை மிகவும் குறைக்கப்பட்ட மைக்ரோஸ்போரிடியா மரபணுவின் eL20 இல் மட்டுமே உள்ளன, ஆனால் மற்ற யூகாரியோட்களில் இல்லை என்பதை இந்த எண்ணிக்கை காட்டுகிறது.ஒட்டுமொத்தமாக, மைக்ரோஸ்போரிடியன் ரைபோசோம்கள் ஒரு நியூக்ளியோடைடு பிணைப்பு தளத்தை உருவாக்கியுள்ளன, அவை AMP மூலக்கூறுகளை பிணைத்து, ரைபோசோமால் கட்டமைப்பில் புரத-புரத தொடர்புகளை உறுதிப்படுத்த அவற்றைப் பயன்படுத்துகின்றன.மைக்ரோஸ்போரிடியாவில் உள்ள இந்த பிணைப்பு தளத்தின் உயர் பாதுகாப்பு மற்றும் பிற யூகாரியோட்களில் இது இல்லாதது, இந்த தளம் மைக்ரோஸ்போரிடியாவிற்கு தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட உயிர்வாழும் நன்மையை வழங்கக்கூடும் என்று கூறுகிறது.எனவே, மைக்ரோஸ்போரிடியா ரைபோசோமில் உள்ள நியூக்ளியோடைடு-பிணைப்புப் பாக்கெட் முன்பு விவரிக்கப்பட்டபடி ஒரு சீரழிந்த அம்சமாகவோ அல்லது rRNA சிதைவின் இறுதி வடிவமாகவோ தோன்றவில்லை, மாறாக மைக்ரோஸ்போரிடியா ரைபோசோமை நேரடியாக மூலக்கூறு கட்டுமானத் தொகுதிகளாகப் பயன்படுத்தி, சிறிய மூலக்கூறுகளை பிணைக்க அனுமதிக்கும் பயனுள்ள பரிணாம கண்டுபிடிப்பு.ரைபோசோம்களுக்கான கட்டுமானத் தொகுதிகள்.இந்த கண்டுபிடிப்பு மைக்ரோஸ்போரிடியா ரைபோசோமை அதன் கட்டமைப்பு கட்டுமானத் தொகுதியாக ஒற்றை நியூக்ளியோடைடைப் பயன்படுத்த அறியப்பட்ட ஒரே ரைபோசோம் ஆக்குகிறது.f நியூக்ளியோடைடு பிணைப்பிலிருந்து பெறப்பட்ட அனுமான பரிணாம பாதை.
இரண்டாவது குறைந்த மூலக்கூறு எடை அடர்த்தியானது ரைபோசோமால் புரதங்கள் uL9 மற்றும் eL30 (படம் 5a) இடையே உள்ள இடைமுகத்தில் அமைந்துள்ளது.இந்த இடைமுகம் முன்பு Saccharomyces cerevisiae ரைபோசோமின் கட்டமைப்பில் rRNA A3186 இன் 25S நியூக்ளியோடைடுக்கான பிணைப்பு தளமாக விவரிக்கப்பட்டது (ES39L rRNA நீட்டிப்பின் ஒரு பகுதி)38.சிதைந்த P. locustae ES39L ரைபோசோம்களில், இந்த இடைமுகம் அறியப்படாத ஒற்றை நியூக்ளியோடைடு 31 ஐ பிணைக்கிறது, மேலும் இந்த நியூக்ளியோடைடு rRNA இன் குறைக்கப்பட்ட இறுதி வடிவம் என்று கருதப்படுகிறது, இதில் rRNA இன் நீளம் ~130-230 அடிப்படைகள்.ES39L ஒற்றை நியூக்ளியோடைடு 32.43 ஆக குறைக்கப்படுகிறது.நியூக்ளியோடைடுகளால் அடர்த்தியை விளக்க முடியும் என்ற கருத்தை எங்கள் கிரையோ-இஎம் படங்கள் ஆதரிக்கின்றன.எவ்வாறாயினும், எங்கள் கட்டமைப்பின் உயர் தெளிவுத்திறன் இந்த நியூக்ளியோடைடு ஒரு எக்ஸ்ட்ராரிபோசோமல் மூலக்கூறு, ஒருவேளை AMP (படம் 5a, b) என்பதைக் காட்டுகிறது.
நியூக்ளியோடைடு பிணைப்பு தளம் E. குனிகுலி ரைபோசோமில் தோன்றியதா அல்லது அது முன்பு இருந்ததா என்று நாங்கள் கேட்டோம்.நியூக்ளியோடைடு பிணைப்பு முக்கியமாக eL30 ரைபோசோமால் புரதத்தில் உள்ள Phe170 மற்றும் Lys172 எச்சங்களால் மத்தியஸ்தம் செய்யப்படுவதால், 4396 பிரதிநிதி யூகாரியோட்களில் இந்த எச்சங்களின் பாதுகாப்பை மதிப்பீடு செய்தோம்.மேலே உள்ள uL15 ஐப் போலவே, Phe170 மற்றும் Lys172 எச்சங்கள் வழக்கமான மைக்ரோஸ்போரிடியாவில் மட்டுமே அதிகம் பாதுகாக்கப்படுகின்றன, ஆனால் வித்தியாசமான மைக்ரோஸ்போரிடியா மைட்டோஸ்போரிடியம் மற்றும் ஆம்பியம்ப்ளிஸ் உள்ளிட்ட பிற யூகாரியோட்டுகளில் இல்லை, இதில் ES349L குறைக்கப்பட்டது r.4c45, ஆர்.-இ).
ஒன்றாக எடுத்துக்கொண்டால், இ.குனிகுலி மற்றும் பிற நியதிசார்ந்த மைக்ரோஸ்போரிடியா ஆகியவை ஆர்ஆர்என்ஏ மற்றும் புரோட்டீன் அளவுகளின் சரிவை ஈடுசெய்ய ரைபோசோம் அமைப்பில் அதிக எண்ணிக்கையிலான சிறிய வளர்சிதை மாற்றங்களை திறம்பட கைப்பற்றும் திறனை உருவாக்கியுள்ளன என்ற கருத்தை இந்த தரவு ஆதரிக்கிறது.அவ்வாறு செய்வதன் மூலம், ரைபோசோமுக்கு வெளியே நியூக்ளியோடைடுகளை பிணைக்கும் தனித்துவமான திறனை அவர்கள் உருவாக்கியுள்ளனர், ஒட்டுண்ணி மூலக்கூறு கட்டமைப்புகள் ஏராளமான சிறிய வளர்சிதை மாற்றங்களைக் கைப்பற்றி அவற்றை சிதைந்த RNA மற்றும் புரதத் துண்டுகளின் கட்டமைப்புப் பிரதிகளாகப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் ஈடுசெய்கிறது என்பதைக் காட்டுகிறது..
எங்கள் கிரையோ-இஎம் வரைபடத்தின் மூன்றாவது உருவகப்படுத்தப்படாத பகுதி, பெரிய ரைபோசோமால் சப்யூனிட்டில் காணப்படுகிறது.எங்கள் வரைபடத்தின் ஒப்பீட்டளவில் உயர் தெளிவுத்திறன் (2.6 Å) இந்த அடர்த்தியானது பெரிய பக்க சங்கிலி எச்சங்களின் தனித்துவமான சேர்க்கைகளைக் கொண்ட புரதங்களுக்கு சொந்தமானது என்று கூறுகிறது, இது இந்த அடர்த்தியை முன்னர் அறியப்படாத ரைபோசோமால் புரதமாக அடையாளம் காண அனுமதித்தது, இது msL2 (மைக்ரோஸ்போரிடியா- குறிப்பிட்ட புரதம் L2) என பெயரிடப்பட்டது (முறைகள், படம் 6).என்செபாலிட்டர் மற்றும் ஓரோஸ்போரிடியம் இனத்தின் மைக்ரோஸ்போரிடியா கிளேடில் எம்எஸ்எல்2 பாதுகாக்கப்படுகிறது, ஆனால் மற்ற மைக்ரோஸ்போரிடியா உட்பட மற்ற உயிரினங்களில் இல்லை என்பதை எங்கள் ஹோமோலஜி தேடல் காட்டுகிறது.ரைபோசோமால் கட்டமைப்பில், நீட்டிக்கப்பட்ட ES31L rRNA இன் இழப்பால் உருவான இடைவெளியை msL2 ஆக்கிரமிக்கிறது.இந்த வெற்றிடத்தில், msL2 ஆனது rRNA மடிப்புகளை உறுதிப்படுத்த உதவுகிறது மற்றும் ES31L இன் இழப்பை ஈடுசெய்யும் (படம் 6).
E. குனிகுலி ரைபோசோம்களில் காணப்படும் மைக்ரோஸ்போரிடியா-குறிப்பிட்ட ரைபோசோமால் புரதம் msL2 இன் எலக்ட்ரான் அடர்த்தி மற்றும் மாதிரி.b சாக்கரோமைசஸ் செரிவிசியாவின் 80S ரைபோசோம் உட்பட பெரும்பாலான யூகாரியோடிக் ரைபோசோம்கள், பெரும்பாலான மைக்ரோஸ்போரிடியன் இனங்களில் ES19L rRNA பெருக்கத்தை இழந்துள்ளன.V. நெகாட்ரிக்ஸ் மைக்ரோஸ்போரிடியா ரைபோசோமின் முன்னர் நிறுவப்பட்ட அமைப்பு, இந்த ஒட்டுண்ணிகளில் ES19L இன் இழப்பு புதிய msL1 ரைபோசோமால் புரதத்தின் பரிணாமத்தால் ஈடுசெய்யப்படுகிறது என்று கூறுகிறது.இந்த ஆய்வில், E. குனிகுலி ரைபோசோம், ES19L இன் இழப்புக்கான வெளிப்படையான இழப்பீடாக கூடுதல் ரைபோசோமால் RNA மிமிக் புரதத்தையும் உருவாக்கியது என்பதைக் கண்டறிந்தோம்.இருப்பினும், msL2 (தற்போது அனுமான ECU06_1135 புரதம் என குறிப்பிடப்பட்டுள்ளது) மற்றும் msL1 ஆகியவை வெவ்வேறு கட்டமைப்பு மற்றும் பரிணாம தோற்றம் கொண்டவை.c பரிணாம ரீதியாக தொடர்பில்லாத எம்எஸ்எல்1 மற்றும் எம்எஸ்எல்2 ரைபோசோமால் புரதங்களின் தலைமுறையின் இந்த கண்டுபிடிப்பு, ரைபோசோம்கள் அவற்றின் ஆர்ஆர்என்ஏவில் தீங்கு விளைவிக்கும் பிறழ்வுகளைக் குவித்தால், அவை நெருங்கிய தொடர்புடைய உயிரினங்களின் சிறிய துணைக்குழுவில் கூட முன்னோடியில்லாத அளவிலான கலவை பன்முகத்தன்மையை அடைய முடியும் என்று கூறுகிறது.இந்த கண்டுபிடிப்பு மைட்டோகாண்ட்ரியல் ரைபோசோமின் தோற்றம் மற்றும் பரிணாமத்தை தெளிவுபடுத்த உதவும், இது மிகவும் குறைக்கப்பட்ட ஆர்ஆர்என்ஏ மற்றும் உயிரினங்கள் முழுவதும் புரத கலவையில் அசாதாரண மாறுபாட்டிற்காக அறியப்படுகிறது.
msL2 புரதத்தை முன்பு விவரிக்கப்பட்ட msL1 புரதத்துடன் ஒப்பிட்டுப் பார்த்தோம், இது V. நெகாட்ரிக்ஸ் ரைபோசோமில் காணப்படும் மைக்ரோஸ்போரிடியா-குறிப்பிட்ட ரைபோசோமால் புரதம் மட்டுமே.msL1 மற்றும் msL2 ஆகியவை பரிணாம ரீதியாக தொடர்புடையதா என்பதை நாங்கள் சோதிக்க விரும்பினோம்.எம்எஸ்எல்1 மற்றும் எம்எஸ்எல்2 ஆகியவை ரைபோசோமால் கட்டமைப்பில் ஒரே குழியை ஆக்கிரமித்துள்ளன, ஆனால் வெவ்வேறு முதன்மை மற்றும் மூன்றாம் நிலை கட்டமைப்புகளைக் கொண்டுள்ளன, இது அவற்றின் சுயாதீனமான பரிணாம தோற்றத்தைக் குறிக்கிறது (படம் 6).எனவே, msL2 இன் எங்கள் கண்டுபிடிப்பு, rRNA துண்டுகளின் இழப்பை ஈடுசெய்ய, சிறிய யூகாரியோடிக் இனங்களின் குழுக்கள் சுயாதீனமாக கட்டமைப்பு ரீதியாக வேறுபட்ட ரைபோசோமால் புரதங்களை உருவாக்க முடியும் என்பதற்கான சான்றுகளை வழங்குகிறது.இந்த கண்டுபிடிப்பு குறிப்பிடத்தக்கது, பெரும்பாலான சைட்டோபிளாஸ்மிக் யூகாரியோடிக் ரைபோசோம்களில் ஒரே குடும்பம் 81 ரைபோசோமால் புரதங்கள் உட்பட ஒரு மாறாத புரதம் உள்ளது.நீட்டிக்கப்பட்ட rRNA பிரிவுகளின் இழப்புக்கு பதிலளிக்கும் விதமாக மைக்ரோஸ்போரிடியாவின் பல்வேறு பிரிவுகளில் msL1 மற்றும் msL2 தோற்றம், ஒட்டுண்ணியின் மூலக்கூறு கட்டமைப்பின் சிதைவு ஒட்டுண்ணிகள் ஈடுசெய்யும் பிறழ்வுகளைத் தேடுவதற்கு காரணமாகிறது, இது இறுதியில் வெவ்வேறு ஒட்டுண்ணி மக்களில் அவை பெறுவதற்கு வழிவகுக்கும்.கட்டமைப்புகள்.
இறுதியாக, எங்கள் மாதிரி முடிந்ததும், ஈ. குனிகுலி ரைபோசோமின் கலவையை மரபணு வரிசையிலிருந்து கணிக்கப்பட்டவற்றுடன் ஒப்பிட்டோம்.eL14, eL38, eL41 மற்றும் eS30 உள்ளிட்ட பல ரைபோசோமால் புரதங்கள் E. குனிகுலி மரபணுவில் இருந்து அவற்றின் ஒற்றுமைகள் வெளிப்படையாக இல்லாததால் E. குனிகுலி மரபணுவில் இருந்து காணவில்லை என முன்பு கருதப்பட்டது.பல ரைபோசோமால் புரதங்களின் இழப்பு மிகவும் குறைக்கப்பட்ட பிற உயிரணு ஒட்டுண்ணிகள் மற்றும் எண்டோசைம்பியன்ட்களிலும் கணிக்கப்பட்டுள்ளது.எடுத்துக்காட்டாக, சுதந்திரமாக வாழும் பாக்டீரியாக்கள் 54 ரைபோசோமால் புரதங்களைக் கொண்ட ஒரே குடும்பத்தைக் கொண்டிருந்தாலும், இந்த புரதக் குடும்பங்களில் 11 மட்டுமே ஹோமோலாக்களைக் கொண்ட ஹோமோலாக்களைக் கொண்டுள்ளன.இந்தக் கருத்துக்கு ஆதரவாக, eL38 மற்றும் eL4131,32 புரதங்கள் இல்லாத V. necatrix மற்றும் P. locustae microsporidia ஆகியவற்றில் ரைபோசோமால் புரதங்களின் இழப்பு சோதனை ரீதியாகக் காணப்பட்டது.
எவ்வாறாயினும், E. குனிகுலி ரைபோசோமில் eL38, eL41 மற்றும் eS30 மட்டுமே உண்மையில் இழக்கப்படுகின்றன என்பதை எங்கள் கட்டமைப்புகள் காட்டுகின்றன.eL14 புரதம் பாதுகாக்கப்பட்டது மற்றும் இந்த புரதத்தை ஹோமோலஜி தேடலில் ஏன் கண்டுபிடிக்க முடியவில்லை என்பதை எங்கள் அமைப்பு காட்டியது (படம் 7).E. குனிகுலி ரைபோசோம்களில், rRNA- பெருக்கப்பட்ட ES39L இன் சிதைவின் காரணமாக eL14 பிணைப்பு தளத்தின் பெரும்பகுதி இழக்கப்படுகிறது.ES39L இல்லாததால், eL14 அதன் இரண்டாம் நிலை கட்டமைப்பை இழந்தது, மேலும் eL14 வரிசையின் 18% மட்டுமே E. குனிகுலி மற்றும் S. செரிவிசியாவில் ஒரே மாதிரியாக இருந்தது.இந்த மோசமான வரிசைப் பாதுகாப்பு குறிப்பிடத்தக்கது, ஏனெனில் சாக்கரோமைசஸ் செரிவிசியா மற்றும் ஹோமோ சேபியன்ஸ் - 1.5 பில்லியன் ஆண்டுகள் இடைவெளியில் பரிணாம வளர்ச்சியடைந்த உயிரினங்கள் - eL14 இல் 51% க்கும் அதிகமான எச்சங்களை பகிர்ந்து கொள்கின்றன.E. குனிகுலி eL14 தற்போது eL1427 ரைபோசோமால் புரதமாக இல்லாமல் M970_061160 புரதமாக ஏன் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளது என்பதை இந்த ஒழுங்கற்ற பாதுகாப்பு இழப்பு விளக்குகிறது.
மற்றும் மைக்ரோஸ்போரிடியா ரைபோசோம் ES39L rRNA நீட்டிப்பை இழந்தது, இது eL14 ரைபோசோமால் புரத பிணைப்பு தளத்தை ஓரளவு நீக்கியது.ES39L இல்லாத நிலையில், eL14 மைக்ரோஸ்போர் புரதம் இரண்டாம் நிலை கட்டமைப்பின் இழப்பிற்கு உட்படுகிறது, இதில் முன்னாள் rRNA-பிணைப்பு α-ஹெலிக்ஸ் ஒரு குறைந்தபட்ச நீள வளையமாக சிதைகிறது.b பல வரிசை சீரமைப்பு eL14 புரதம் யூகாரியோடிக் இனங்களில் (ஈஸ்ட் மற்றும் மனித ஹோமோலாக்குகளுக்கு இடையில் 57% வரிசை அடையாளம்) மிகவும் பாதுகாக்கப்படுகிறது என்பதைக் காட்டுகிறது, ஆனால் மைக்ரோஸ்போரிடியாவில் மோசமாகப் பாதுகாக்கப்படுகிறது மற்றும் வேறுபட்டது (இதில் 24% க்கும் அதிகமான எச்சங்கள் eL14 ஐ ஒத்ததாக இல்லை).S. cerevisiae அல்லது H. sapiens) இருந்து.இந்த மோசமான வரிசைப் பாதுகாப்பு மற்றும் இரண்டாம் நிலை அமைப்பு மாறுபாடு, e. குனிகுலியில் eL14 ஹோமோலாக் ஏன் கண்டுபிடிக்கப்படவில்லை என்பதையும், இந்த புரதம் E. குனிகுலியில் ஏன் தொலைந்துவிட்டதாகக் கருதப்படுகிறது என்பதையும் விளக்குகிறது.இதற்கு நேர்மாறாக, E. குனிகுலி eL14 ஆனது முன்பு M970_061160 புரதமாக குறிப்பிடப்பட்டது.மைக்ரோஸ்போரிடியா மரபணு பன்முகத்தன்மை தற்போது மிகைப்படுத்தப்பட்டதாக இந்த அவதானிப்பு தெரிவிக்கிறது: மைக்ரோஸ்போரிடியாவில் தற்போது தொலைந்துவிட்டதாகக் கருதப்படும் சில மரபணுக்கள் உண்மையில் மிகவும் வேறுபட்ட வடிவங்களில் இருந்தாலும், பாதுகாக்கப்படுகின்றன;அதற்கு பதிலாக, சில புழு-குறிப்பிட்ட புரதங்களுக்கான மைக்ரோஸ்போரிடியா மரபணுக்களுக்கான குறியீடாக கருதப்படுகிறது (எ.கா., அனுமான புரதம் M970_061160) உண்மையில் மற்ற யூகாரியோட்களில் காணப்படும் மிகவும் மாறுபட்ட புரதங்களுக்கான குறியீடுகள்.
இந்த கண்டுபிடிப்பு, ஆர்ஆர்என்ஏ டினாட்டரேஷன், அருகிலுள்ள ரைபோசோமால் புரதங்களில் வரிசை பாதுகாப்பின் வியத்தகு இழப்புக்கு வழிவகுக்கும், இந்த புரதங்களை ஹோமோலஜி தேடல்களுக்கு கண்டறிய முடியாததாக ஆக்குகிறது.எனவே, சிறிய மரபணு உயிரினங்களில் மூலக்கூறு சிதைவின் உண்மையான அளவை நாம் மிகையாக மதிப்பிடலாம், ஏனெனில் இழந்ததாகக் கருதப்படும் சில புரதங்கள் மிகவும் மாற்றப்பட்ட வடிவங்களில் இருந்தாலும், உண்மையில் நிலைத்திருக்கும்.
தீவிர மரபணுக் குறைப்பு நிலைமைகளின் கீழ் ஒட்டுண்ணிகள் தங்கள் மூலக்கூறு இயந்திரங்களின் செயல்பாட்டை எவ்வாறு தக்கவைத்துக் கொள்ள முடியும்?சிறிய யூகாரியோடிக் மரபணுக்களில் ஒன்றான ஈ.குனிகுலியின் சிக்கலான மூலக்கூறு அமைப்பை (ரைபோசோம்) விவரிப்பதன் மூலம் எங்கள் ஆய்வு இந்தக் கேள்விக்கு பதிலளிக்கிறது.
நுண்ணுயிர் ஒட்டுண்ணிகளில் உள்ள புரதம் மற்றும் ஆர்என்ஏ மூலக்கூறுகள் பெரும்பாலும் சுதந்திரமாக வாழும் உயிரினங்களில் உள்ள ஒரே மாதிரியான மூலக்கூறுகளிலிருந்து வேறுபடுகின்றன, ஏனெனில் அவை தரக் கட்டுப்பாட்டு மையங்கள் இல்லாததால், சுதந்திரமாக வாழும் நுண்ணுயிரிகளில் அவற்றின் அளவு 50% ஆகக் குறைக்கப்படுகின்றன.மடிப்பு மற்றும் செயல்பாட்டை பாதிக்கும் பல பலவீனப்படுத்தும் பிறழ்வுகள்.எடுத்துக்காட்டாக, பல உயிரணு ஒட்டுண்ணிகள் மற்றும் எண்டோசைம்பியன்ட்கள் உட்பட சிறிய மரபணு உயிரினங்களின் ரைபோசோம்கள் பல ரைபோசோமால் புரதங்களைக் கொண்டிருக்கவில்லை மற்றும் 27, 29, 30, 49 சுதந்திரமாக வாழும் உயிரினங்களுடன் ஒப்பிடும்போது rRNA நியூக்ளியோடைடுகளில் மூன்றில் ஒரு பங்கு வரை இருக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. ஐசிஎஸ்.
மேக்ரோமொலிகுல்களின் அமைப்பு பரிணாம வளர்ச்சியின் பல அம்சங்களை வெளிப்படுத்த முடியும் என்பதை எங்கள் ஆய்வு காட்டுகிறது, அவை உள்செல்லுலார் ஒட்டுண்ணிகள் மற்றும் பிற ஹோஸ்ட்-கட்டுப்படுத்தப்பட்ட உயிரினங்களின் பாரம்பரிய ஒப்பீட்டு மரபணு ஆய்வுகளிலிருந்து பிரித்தெடுப்பது கடினம் (துணை படம். 7).எடுத்துக்காட்டாக, eL14 புரதத்தின் உதாரணம், ஒட்டுண்ணி இனங்களில் மூலக்கூறு கருவியின் உண்மையான சிதைவின் அளவை நாம் மிகைப்படுத்தி மதிப்பிட முடியும் என்பதைக் காட்டுகிறது.என்செபாலிடிக் ஒட்டுண்ணிகள் இப்போது நூற்றுக்கணக்கான மைக்ரோஸ்போரிடியா-குறிப்பிட்ட மரபணுக்களைக் கொண்டிருப்பதாக நம்பப்படுகிறது.எவ்வாறாயினும், இந்த வெளித்தோற்றத்தில் குறிப்பிட்ட மரபணுக்களில் சில உண்மையில் மற்ற யூகாரியோட்களில் பொதுவான மரபணுக்களின் மிகவும் மாறுபட்ட மாறுபாடுகள் என்பதை எங்கள் முடிவுகள் காட்டுகின்றன.மேலும், msL2 புரதத்தின் உதாரணம், புதிய ரைபோசோமால் புரதங்களை நாம் எவ்வாறு கவனிக்கிறோம் மற்றும் ஒட்டுண்ணி மூலக்கூறு இயந்திரங்களின் உள்ளடக்கத்தை குறைத்து மதிப்பிடுகிறோம் என்பதைக் காட்டுகிறது.சிறிய மூலக்கூறுகளின் உதாரணம், ஒட்டுண்ணி மூலக்கூறு கட்டமைப்புகளில் புதிய உயிரியல் செயல்பாட்டைக் கொடுக்கக்கூடிய மிகவும் தனித்துவமான கண்டுபிடிப்புகளை நாம் எவ்வாறு புறக்கணிக்க முடியும் என்பதைக் காட்டுகிறது.
ஒன்றாக எடுத்துக்கொண்டால், இந்த முடிவுகள் புரவலன்-தடைசெய்யப்பட்ட உயிரினங்களின் மூலக்கூறு கட்டமைப்புகளுக்கும் சுதந்திரமாக வாழும் உயிரினங்களில் அவற்றின் சகாக்களுக்கும் இடையிலான வேறுபாடுகள் பற்றிய நமது புரிதலை மேம்படுத்துகின்றன.மூலக்கூறு இயந்திரங்கள், குறைக்கப்பட்டு, சீரழிந்து, பல்வேறு பலவீனப்படுத்தும் பிறழ்வுகளுக்கு உட்பட்டதாக நீண்ட காலமாகக் கருதப்பட்டு, அதற்குப் பதிலாக முறையாக கவனிக்கப்படாத அசாதாரண கட்டமைப்பு அம்சங்களைக் கொண்டிருப்பதாகக் காட்டுகிறோம்.
மறுபுறம், ஈ. குனிகுலியின் ரைபோசோம்களில் நாம் கண்டறிந்த பருமனான அல்லாத ஆர்ஆர்என்ஏ துண்டுகள் மற்றும் உருகிய துண்டுகள், ஜீனோம் குறைப்பு, வாழ்க்கையின் மூன்று களங்களில் பாதுகாக்கப்பட்ட அடிப்படை மூலக்கூறு இயந்திரங்களின் பகுதிகளையும் மாற்ற முடியும் என்று கூறுகின்றன - கிட்டத்தட்ட 3.5 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு .இனங்களின் சுயாதீன பரிணாமம்.
ஈ. குனிகுலி ரைபோசோம்களில் உள்ள வீக்கம் இல்லாத மற்றும் இணைந்த rRNA துண்டுகள், எண்டோசைம்பியோடிக் பாக்டீரியாவில் உள்ள RNA மூலக்கூறுகளின் முந்தைய ஆய்வுகளின் வெளிச்சத்தில் குறிப்பாக ஆர்வமாக உள்ளன.எடுத்துக்காட்டாக, அஃபிட் எண்டோசைம்பியன்ட் புச்னேரா அஃபிடிகோலாவில், ஆர்ஆர்என்ஏ மற்றும் டிஆர்என்ஏ மூலக்கூறுகள் ஏ+டி கலவை சார்பு மற்றும் அதிக விகிதத்தில் நியதியியல் அல்லாத அடிப்படை ஜோடிகளின் காரணமாக வெப்பநிலை உணர்திறன் கட்டமைப்புகளைக் கொண்டிருப்பதாகக் காட்டப்பட்டுள்ளது.ஆர்.என்.ஏ.வில் இந்த மாற்றங்கள், புரத மூலக்கூறுகளில் ஏற்படும் மாற்றங்கள், பங்குதாரர்கள் மீது எண்டோசைம்பியன்ட்களின் அதிகப்படியான சார்பு மற்றும் வெப்பத்தை 21, 23 ஐ மாற்றுவதற்கு எண்டோசைம்பியன்ட்களின் இயலாமை ஆகியவற்றிற்கு இப்போது காரணம் என்று கருதப்படுகிறது.ஒட்டுண்ணி மைக்ரோஸ்போரிடியா ஆர்ஆர்என்ஏ கட்டமைப்பு ரீதியாக வேறுபட்ட மாற்றங்களைக் கொண்டிருந்தாலும், இந்த மாற்றங்களின் தன்மை குறைக்கப்பட்ட வெப்ப நிலைத்தன்மை மற்றும் சாப்பரோன் புரதங்களைச் சார்ந்து இருப்பது ஆகியவை குறைக்கப்பட்ட மரபணுக்களைக் கொண்ட உயிரினங்களில் ஆர்என்ஏ மூலக்கூறுகளின் பொதுவான அம்சங்களாக இருக்கலாம்.
மறுபுறம், ஒட்டுண்ணி மைக்ரோஸ்போரிடியா பரந்த அளவில் பாதுகாக்கப்பட்ட ஆர்ஆர்என்ஏ மற்றும் புரதத் துண்டுகளை எதிர்க்கும் ஒரு தனித்துவமான திறனை உருவாக்கியுள்ளது என்பதை எங்கள் கட்டமைப்புகள் காட்டுகின்றன, மேலும் சீரழிந்த ஆர்ஆர்என்ஏ மற்றும் புரதத் துண்டுகளின் கட்டமைப்புப் பிரதிபலிப்பாக ஏராளமான மற்றும் எளிதில் கிடைக்கக்கூடிய சிறிய வளர்சிதை மாற்றங்களைப் பயன்படுத்தும் திறனை மேம்படுத்துகிறது.மூலக்கூறு கட்டமைப்பு சிதைவு..rRNA மற்றும் E. குனிகுலியின் ரைபோசோம்களில் உள்ள புரதத் துண்டுகளின் இழப்பை ஈடுசெய்யும் சிறிய மூலக்கூறுகள் uL15 மற்றும் eL30 புரதங்களில் உள்ள மைக்ரோஸ்போரிடியா-குறிப்பிட்ட எச்சங்களுடன் பிணைக்கிறது என்ற உண்மையால் இந்தக் கருத்து ஆதரிக்கப்படுகிறது.சிறிய மூலக்கூறுகளை ரைபோசோம்களுடன் பிணைப்பது நேர்மறை தேர்வின் விளைவாக இருக்கலாம் என்று இது அறிவுறுத்துகிறது, இதில் ரைபோசோமால் புரதங்களில் உள்ள மைக்ரோஸ்போரிடியா-குறிப்பிட்ட பிறழ்வுகள் சிறிய மூலக்கூறுகளுக்கு ரைபோசோம்களின் தொடர்பை அதிகரிக்கும் திறனுக்காக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டன, இது மிகவும் திறமையான ரைபோசோமால் உயிரினங்களுக்கு வழிவகுக்கும்.இந்த கண்டுபிடிப்பு நுண்ணுயிர் ஒட்டுண்ணிகளின் மூலக்கூறு கட்டமைப்பில் ஒரு ஸ்மார்ட் கண்டுபிடிப்பை வெளிப்படுத்துகிறது மற்றும் ஒட்டுண்ணி மூலக்கூறு கட்டமைப்புகள் குறைக்கும் பரிணாம வளர்ச்சி இருந்தபோதிலும் அவற்றின் செயல்பாட்டை எவ்வாறு பராமரிக்கின்றன என்பதைப் பற்றிய சிறந்த புரிதலை நமக்கு வழங்குகிறது.
தற்போது, ​​இந்த சிறிய மூலக்கூறுகளின் அடையாளம் தெளிவாக இல்லை.ரைபோசோமால் கட்டமைப்பில் உள்ள இந்த சிறிய மூலக்கூறுகளின் தோற்றம் மைக்ரோஸ்போரிடியா இனங்களுக்கு இடையில் ஏன் வேறுபடுகிறது என்பது தெளிவாகத் தெரியவில்லை.குறிப்பாக, நியூக்ளியோடைடு பிணைப்பு E. குனிகுலி மற்றும் P. லோகுஸ்டேயின் ரைபோசோம்களில் ஏன் காணப்படுகிறது என்பது தெளிவாகத் தெரியவில்லை, V. நெகாட்ரிக்ஸின் eL20 மற்றும் K172 புரதங்களில் F170 எச்சம் இருந்தாலும், V. நெகாட்ரிக்ஸின் ரைபோசோம்களில் இல்லை.இந்த நீக்கம் எச்சம் 43 uL6 (நியூக்ளியோடைடு பிணைப்பு பாக்கெட்டுக்கு அருகில் அமைந்துள்ளது), இது V. நெகாட்ரிக்ஸில் உள்ள டைரோசின் மற்றும் E. குனிகுலி மற்றும் P. லோகஸ்டேயில் உள்ள த்ரோயோனைன் அல்ல.Tyr43 இன் பருமனான நறுமணப் பக்கச் சங்கிலியானது ஸ்டெரிக் ஓவர்லாப் காரணமாக நியூக்ளியோடைடு பிணைப்பில் குறுக்கிடலாம்.மாற்றாக, வெளிப்படையான நியூக்ளியோடைடு நீக்கம், கிரையோ-இஎம் இமேஜிங்கின் குறைந்த தெளிவுத்திறன் காரணமாக இருக்கலாம், இது V. நெகாட்ரிக்ஸ் ரைபோசோமால் துண்டுகளின் மாதிரியாக்கத்தைத் தடுக்கிறது.
மறுபுறம், மரபணு சிதைவு செயல்முறை ஒரு கண்டுபிடிப்பு சக்தியாக இருக்கலாம் என்று எங்கள் பணி தெரிவிக்கிறது.குறிப்பாக, மைக்ரோஸ்போரிடியா ரைபோசோமில் உள்ள rRNA மற்றும் புரதத் துண்டுகளின் இழப்பு, ரைபோசோம் கட்டமைப்பில் மாற்றங்களை ஊக்குவிக்கும் பரிணாம அழுத்தத்தை உருவாக்குகிறது என்று E. குனிகுலி ரைபோசோமின் அமைப்பு தெரிவிக்கிறது.இந்த மாறுபாடுகள் ரைபோசோமின் செயலில் உள்ள தளத்திலிருந்து வெகு தொலைவில் நிகழ்கின்றன மற்றும் உகந்த ரைபோசோம் அசெம்பிளியை பராமரிக்க (அல்லது மீட்டெடுக்க) உதவுகின்றன, இல்லையெனில் குறைக்கப்பட்ட rRNA மூலம் சீர்குலைந்துவிடும்.மைக்ரோஸ்போரிடியா ரைபோசோமின் ஒரு முக்கிய கண்டுபிடிப்பு மரபணு சறுக்கலைத் தடுக்கும் தேவையாக உருவாகியிருப்பதாக இது அறிவுறுத்துகிறது.
நியூக்ளியோடைடு பிணைப்பு மூலம் இது சிறப்பாக விளக்கப்படுகிறது, இது இதுவரை மற்ற உயிரினங்களில் காணப்படவில்லை.நியூக்ளியோடைடு-பிணைப்பு எச்சங்கள் வழக்கமான மைக்ரோஸ்போரிடியாவில் உள்ளன, ஆனால் மற்ற யூகாரியோட்களில் இல்லை, நியூக்ளியோடைடு-பிணைப்பு தளங்கள் மறைந்து போகக் காத்திருக்கும் நினைவுச்சின்னங்கள் அல்ல, அல்லது தனிப்பட்ட நியூக்ளியோடைடுகளின் வடிவத்திற்கு rRNA மீட்டமைக்கப்படுவதற்கான இறுதி தளம்.மாறாக, இந்தத் தளமானது பல சுற்று நேர்மறைத் தேர்வில் உருவாகியிருக்கக்கூடிய பயனுள்ள அம்சமாகத் தெரிகிறது.நியூக்ளியோடைடு பிணைப்புத் தளங்கள் இயற்கைத் தேர்வின் துணை விளைபொருளாக இருக்கலாம்: ES39L சிதைந்தவுடன், மைக்ரோஸ்போரிடியா ES39L இல்லாத நிலையில் உகந்த ரைபோசோம் உயிரியக்கத்தை மீட்டெடுக்க இழப்பீடு பெற வேண்டிய கட்டாயம் ஏற்படுகிறது.இந்த நியூக்ளியோடைடு ES39L இல் உள்ள A3186 நியூக்ளியோடைட்டின் மூலக்கூறு தொடர்புகளைப் பிரதிபலிக்கும் என்பதால், நியூக்ளியோடைடு மூலக்கூறு ரைபோசோமின் கட்டுமானத் தொகுதியாக மாறுகிறது, இதன் பிணைப்பு eL30 வரிசையின் பிறழ்வு மூலம் மேலும் மேம்படுத்தப்படுகிறது.
உள்செல்லுலார் ஒட்டுண்ணிகளின் மூலக்கூறு பரிணாமத்தைப் பொறுத்தவரை, டார்வினிய இயற்கைத் தேர்வின் சக்திகள் மற்றும் மரபணு சிதைவின் மரபணு சறுக்கல் ஆகியவை இணையாக இயங்காது, ஆனால் ஊசலாடுகின்றன என்பதை எங்கள் ஆய்வு காட்டுகிறது.முதலாவதாக, மரபணு சறுக்கல் உயிரி மூலக்கூறுகளின் முக்கிய அம்சங்களை நீக்குகிறது, இழப்பீடு மிகவும் தேவைப்படுகிறது.ஒட்டுண்ணிகள் டார்வினிய இயற்கைத் தேர்வின் மூலம் இந்தத் தேவையைப் பூர்த்தி செய்யும் போது மட்டுமே அவற்றின் மேக்ரோமிகுலூக்கள் அவற்றின் மிகவும் ஈர்க்கக்கூடிய மற்றும் புதுமையான பண்புகளை வளர்த்துக் கொள்ளும் வாய்ப்பைப் பெறும்.முக்கியமாக, E. குனிகுலி ரைபோசோமில் உள்ள நியூக்ளியோடைடு பிணைப்பு தளங்களின் பரிணாமம், மூலக்கூறு பரிணாம வளர்ச்சியின் இந்த இழப்பு-ஆதாய வடிவமானது, தீங்கு விளைவிக்கும் பிறழ்வுகளை மாற்றியமைப்பது மட்டுமல்லாமல், சில சமயங்களில் ஒட்டுண்ணி மேக்ரோமோலிகுல்களில் முற்றிலும் புதிய செயல்பாடுகளை வழங்குகிறது.
இந்த யோசனை செவெல் ரைட்டின் நகரும் சமநிலைக் கோட்பாட்டுடன் ஒத்துப்போகிறது, இது இயற்கையான தேர்வின் கடுமையான அமைப்பு 51,52,53 புதுமைகளை உருவாக்கும் உயிரினங்களின் திறனைக் கட்டுப்படுத்துகிறது என்று கூறுகிறது.இருப்பினும், மரபணு சறுக்கல் இயற்கையான தேர்வை சீர்குலைத்தால், இந்த சறுக்கல்கள் தங்களுக்குள் தகவமைக்காத (அல்லது தீங்கு விளைவிக்கும்) மாற்றங்களை உருவாக்கலாம், ஆனால் அதிக உடற்தகுதி அல்லது புதிய உயிரியல் செயல்பாட்டை வழங்கும் மேலும் மாற்றங்களுக்கு வழிவகுக்கும்.ஒரு உயிர்மூலக்கூறின் மடிப்பு மற்றும் செயல்பாட்டைக் குறைக்கும் அதே வகையான பிறழ்வு அதன் முன்னேற்றத்திற்கான முக்கிய தூண்டுதலாகத் தோன்றுகிறது என்பதை விளக்குவதன் மூலம் எங்கள் கட்டமைப்பானது இந்தக் கருத்தை ஆதரிக்கிறது.வெற்றி-வெற்றி பரிணாம மாதிரிக்கு ஏற்ப, மரபணு சிதைவு, பாரம்பரியமாக ஒரு சீரழிவு செயல்முறையாகப் பார்க்கப்படுகிறது, இது புதுமையின் முக்கிய இயக்கியாகும், சில சமயங்களில் மற்றும் பெரும்பாலும் மேக்ரோமிகுலூல்கள் புதிய ஒட்டுண்ணி செயல்பாடுகளைப் பெற அனுமதிக்கிறது.அவற்றை பயன்படுத்த முடியும்.