Nature.com-a gireniňiz üçin sag boluň.Ulanylýan brauzer wersiýaňyzyň çäkli CSS goldawy bar.Iň oňat tejribe üçin täzelenen brauzeri ulanmagy maslahat berýäris (ýa-da Internet Explorer-de Gabat geliş tertibini öçüriň).Şol aralykda, dowamly goldawy üpjün etmek üçin sahypany stil we JavaScript bolmazdan hödürläris.
Mikrob parazitleriniň ewolýusiýasy, parazitleriň gowulaşmagyna sebäp bolýan tebigy seleksiýa bilen parazitleriň genleriň ýitmegine we öçürilen mutasiýalaryň toplanmagyna sebäp bolýan genetiki süýşmäniň arasyndaky garşylygy öz içine alýar.Bu ýerde, bu garşylygyň bir makromolekulanyň masştabynda nähili ýüze çykýandygyna düşünmek üçin tebigatyň iň kiçi genomlaryndan biri bolan eukariotik organizm bolan “Ensefalitozoon cunikuliniň” ribosomasynyň krio-EM gurluşyny suratlandyrýarys.E. cuniculi ribosomalarynda rRNA-nyň aşa peselmegi, öň bilinmedik birleşdirilen rRNA baglanyşdyryjylarynyň we rRNA-nyň ulalmazlygy ýaly görlüp-eşidilmedik gurluş üýtgemeleri bilen utgaşýar.Mundan başga-da, E. cuniculi ribosoma ownuk molekulalary zaýalanan rRNA bölekleriniň we beloklarynyň gurluş meňzeşligi hökmünde ulanmak ukybyny ösdürip, rRNA bölekleriniň we beloklarynyň ýitmeginden aman galdy.Umuman aýdanyňda, azalýar, ýaramazlaşýar we gowşaýan mutasiýa sezewar bolan molekulýar gurluşlaryň aşa molekulýar gysylmalaryna garamazdan işjeň hereket edýän birnäçe öwezini dolmak mehanizmleriniň bardygyny görkezýäris.
Mikrob parazitleriniň köpüsiniň öý eýelerini ulanmak üçin özboluşly molekulýar gurallary barlygy sebäpli, köplenç dürli parazit toparlary üçin dürli bejeriş usullaryny ösdürmeli bolýarys1,2.Şeýle-de bolsa, täze subutnamalar, parazit ewolýusiýasynyň käbir jähetleriniň biri-birine baglydygyny we köplenç öňünden aýdyp boljakdygyny görkezýär, bu mikrob parazitlerine giň bejeriş çäreleriniň potensial esasyny görkezýär3,4,5,6,7,8,9.
Öňki işler genleriň azalmagy ýa-da geniň dargamagy diýlip atlandyrylýan mikrob parazitlerinde umumy ewolýusiýa tendensiýasyny kesgitledi10,11,12,13.Häzirki gözlegler, mikroorganizmleriň erkin ýaşaýyş durmuşyndan ýüz öwrüp, öýjükli parazitlere (ýa-da endosimionlara) öwrülenlerinde, genomlarynyň millionlarça ýyl bäri haýal, ýöne ajaýyp metamorfozlary başdan geçirýändigini görkezýär.Genomyň dargamagy diýlip atlandyrylýan prosesde mikrob parazitleri ozal möhüm genleri pseudogenlere öwürýän, ýuwaş-ýuwaşdan gen ýitmegine we mutasiýa çökmegine sebäp bolýan mutasiýa ýygnaýar14,15.Bu çöküş, iň ýakyn öýjükli organizmlerdäki genleriň 95% -ini ýakyndan baglanyşykly erkin ýaşaýyş görnüşleri bilen deňeşdirilende ýok edip biler.Şeýlelik bilen, öýjükli parazitleriň ewolýusiýasy iki garşydaş güýçleriň arasynda çekeleşikli söweşdir: Darwiniň tebigy seçimi, parazitleriň gowulaşmagyna we geniň çökmegine sebäp bolup, parazitleri ýatdan çykarýar.Parazitiň bu söweşden nädip çykyp, molekulýar gurluşynyň işjeňligini nädip saklap bilendigi entek belli däl.
Genomyň dargamagy mehanizmine doly düşünilmese-de, esasan ýygy-ýygydan genetiki süýşme sebäpli ýüze çykýar.Parazitler kiçi, aseksual we genetiki taýdan çäkli ilatda ýaşaýandyklary sebäpli, DNK köpeltmek wagtynda ýüze çykýan ýoklaýjy mutasiýalary netijeli ýok edip bilmeýärler.Bu zyýanly mutasiýalaryň yzyna gaýtaryp bolmajak ýygnanmagyna we parazit geniniň azalmagyna getirýär.Netijede, parazit diňe bir öýjükli gurşawda ýaşamak üçin zerur däl genleri ýitirmeýär.Parazit populýasiýalarynyň, iň möhüm genleri hem goşmak bilen, bu mutasiýalaryň bütin genomda ýygnanmagyna sebäp bolýan seýrek öçürilen mutasiýalary netijeli ýok edip bilmezligi.
Genomyň azaldylmagyna häzirki düşünişimiziň köpüsi diňe genom yzygiderliligini deňeşdirmäge esaslanýar, öý hyzmatlaryny ýerine ýetirýän we neşe serişdeleriniň nyşany bolup hyzmat edýän hakyky molekulalaryň üýtgemegine az üns berýär.Deňeşdirme gözlegleri, öýjükli öýjükli mikrob mutasiýalarynyň agramynyň beloklary we nuklein kislotalary birleşdirip, jemläp, olary has çaperona garaşly we ýylylyga aşa duýgur edýändigini görkezýär.Mundan başga-da, dürli parazitler - garaşsyz ewolýusiýa, käwagt 2,5 milliard ýyl bilen bölünip, belok sintezinde hil gözegçilik merkezleriniň ýitirilmegi5,6 we DNK abatlaýyş mehanizmleri24.Şeýle-de bolsa, öýjükli ýaşaýyş durmuşynyň öýjükli makromolekulalaryň beýleki häsiýetlerine täsiri, şol sanda molekulýar uýgunlaşma, üýtgeýän mutasiýalaryň köpelýän ýüküne täsiri barada az zat bilinýär.
Bu işde, öýjükli mikroorganizmleriň beloklarynyň we nuklein kislotalarynyň ewolýusiýasyna has gowy düşünmek üçin, öýjükli parazit Encephalitozoon cuniculi-iň ribosomalarynyň gurluşyny kesgitledik.E. cuniculi, adatdan daşary kiçi eukariotik genomlara eýe bolan we parazit mikrosporidiýa toparyna girýän kömelek ýaly organizmdir, şonuň üçin geniň çüýremegini öwrenmek üçin nusga organizmleri hökmünde ulanylýar25,26,27,28,29,30.Recentlyakynda, Microsporidia, Paranosema locustae we Vairimorpha nekatrix31,32 (~ 3.2 Mb genom) ortaça azalýan genomlar üçin krio-EM ribosoma gurluşy kesgitlenildi.Bu gurluşlar, RRNA güýçlendirilmeginiň käbir ýitgileriniň goňşy ribosomal beloklaryň arasynda täze aragatnaşyklaryň ösmegi ýa-da täze msL131,32 ribosomal beloklaryň alynmagy bilen öwezini dolýandygyny görkezýär.Ensefalitozon (gen ~ 2,5 million bp), iň ýakyn garyndaşy Ordospora bilen bilelikde eukariotlaryň gen azalmagynyň iň soňky derejesini görkezýär - olaryň 2000-den az belok kodlaýjy geni bar we olaryň ribosomalarynyň diňe bir RRNA giňelme böleklerinden mahrum bolmagyna garaşylýar, eukariotik ribosomlary bakterial ribosomlar bilen tapawutlandyrýar; 27,28.Şol sebäpden, E. cuniculi ribosomasynyň genleriň çüýremegine molekulýar uýgunlaşmak üçin öň belli bolmadyk strategiýalary ýüze çykaryp biljekdigi barada netijä geldik.
Biziň krio-EM gurluşymyz häsiýetlendirilmeli iň kiçi eukariotik sitoplazmatik ribosomany aňladýar we geniň azalmagynyň iň soňky derejesiniň öýjük üçin aýrylmaz molekulýar enjamlaryň gurluşyna, ýygnalmagyna we ewolýusiýasyna nähili täsir edýändigini görkezýär.E. cuniculi ribosomasynyň RNK bukulmagy we ribosoma ýygnamagyň giňden saklanan ýörelgeleriniň köpüsini bozandygyny we täze, öň belli bolmadyk ribosomal belogy tapdyk.Duýdansyz, mikrosporidiýa ribosomalarynyň ownuk molekulalary baglamak ukybynyň ösendigini görkezýäris we rRNA we beloklaryň kesilmegi ribosomada peýdaly häsiýetleri berip biljek ewolýusiýa täzeliklerini döredýär diýip çaklaýarys.
Öýjükli organizmlerde beloklaryň we nuklein kislotalaryň ewolýusiýasyna düşünişimizi gowulandyrmak üçin, ribosomalary arassalamak we bu ribosomalaryň gurluşyny kesgitlemek üçin E. cuniculi sporalaryny ýokaşan süýdemdiriji öýjükleriň medeniýetlerinden izolirlemek kararyna geldik.Köp mukdarda parazit mikrosporidiýany almak kyn, sebäbi mikrosporidiýany ýokumly gurşawda ösdürip bolmaýar.Muňa derek ulalýar we diňe öýjügiň içinde köpelýär.Şonuň üçin ribosomany arassalamak üçin E. cuniculi biomassasyny almak üçin, süýdemdirijileriň böwrek öýjük liniýasyny RK13-e E. cuniculi sporalary bilen ýokaşdyrdyk we E. cunikuliniň ösmegine we köpelmegine birnäçe hepde bäri bu ýokaşan öýjükleri ösdürip ýetişdirdik.Halfarym inedördül metr töweregi ýokaşan öýjük monolaýerini ulanyp, takmynan 300 mg Microsporidia sporalaryny arassalap, ribosomalary izolirlemek üçin ulanyp bildik.Soňra aýna monjuklar bilen arassalanan sporalary bozduk we lizatlaryň basgançakly polietilen glikol böleklerini ulanyp, çig ribosomlary izolýasiýa etdik.Bu bize gurluş derňewi üçin takmynan 300 µg çig E. cuniculi ribosomasyny almaga mümkinçilik berdi.
Soňra emele gelen ribosoma nusgalaryny ulanyp, krio-EM şekillerini ýygnadyk we uly ribosomal subunitine, kiçi subunit kellesine we kiçi subunitine laýyk maskalary ulanyp bu suratlary gaýtadan işledik.Bu amalyň dowamynda takmynan 108,000 ribosomal bölejikleriň şekillerini ýygnadyk we 2,7 Å durulykda hasaplanan krio-EM şekillerini ýygnadyk (Goşmaça suratlar 1-3).Soňra E. cuniculi ribosomalary bilen baglanyşykly rRNA, ribosomal belogy we gibernasiýa faktory Mdf1 modelini döretmek üçin cryoEM şekillerini ulandyk (1a surat, b).
Gibrid faktory Mdf1 (pdb id 7QEP) bilen çylşyrymly E. cuniculi ribosomasynyň gurluşy.b E. cuniculi ribosoma bilen baglanyşykly gibernasiýa faktorynyň kartasy Mdf1.c Mikrosporid görnüşlerinde dikeldilen rRNA-ny belli ribosomal gurluşlar bilen deňeşdirýän ikinji gurluş kartasy.Panellerde güýçlendirilen rRNA bölekleriniň (ES) we ribosoma işjeň ýerleriniň, şol sanda kodlaýyş meýdançasynyň (DC), sarsinisiniň aýlawynyň (SRL) we peptidil geçiriş merkeziniň (PTC) ýerleşişi görkezilýär.d E. cuniculi ribosomasynyň peptidil geçiriş merkezine gabat gelýän elektron dykyzlygy, bu katalitik ýeriň E. cuniculi parazitinde we ýer eýelerinde H. sapiens ýaly gurluşyň bardygyny görkezýär.e, f Dekodirleme merkeziniň (e) degişli elektron dykyzlygy we kodlaýyş merkeziniň shemasy (f) E. cunikuliniň beýleki köp eukariotlarda A1491 (E. coli belgisi) ýerine U1491 galyndylarynyň bardygyny görkezýär.Bu üýtgeşiklik, E. cunikuliniň bu işjeň sahypany nyşana alýan antibiotiklere duýgur bolup biljekdigini görkezýär.
V. nekatrix we P. locustae ribosomalarynyň öň döredilen gurluşlaryndan tapawutlylykda (iki gurluş hem bir Nosematidae mikrosporidiýa maşgalasyny görkezýär we biri-birine gaty meňzeýär) 31,32 E. cuniculi ribosomalary köp sanly rRNA we beloklaryň bölünişini başdan geçirýär.Goşmaça denaturasiýa (Goşmaça suratlar 4-6).RRNA-da iň täsir galdyryjy üýtgeşmeler, güýçlendirilen 25S rRNA bölek ES12L-iň doly ýitmegini we h39, h41 we H18 kelleleriniň bölekleýin degenerasiýasyny öz içine aldy (1-nji surat, goşmaça 4-nji surat).Ribosomal beloklaryň arasynda iň täsir galdyryjy üýtgeşmeler eS30 belogynyň doly ýitmegini we eL8, eL13, eL18, eL22, eL29, eL40, uS3, uS9, uS14, uS17 we eS7 beloklarynyň gysgalmagyny öz içine aldy (Goşmaça suratlar 4, 5).
Şeýlelik bilen, Ensefalotzoon / Ordospora görnüşleriniň genomlarynyň aşa peselmegi olaryň ribosoma gurluşynda öz beýanyny tapýar: E. cuniculi ribosomalary gurluş häsiýetnamasyna sezewar bolan eukariotik sitoplazmatik ribosomalarda belok düzüminiň iň ýitgisini başdan geçirýär, hatda diňe eukariotlarda däl, eýsem durmuşda-da giňden saklanýan RRNA we belok bölekleri ýok.E. cuniculi ribosomasynyň gurluşy bu üýtgeşmeler üçin ilkinji molekulýar modeli üpjün edýär we deňeşdirme genomikasy we öýjükli biomolekulýar gurluşyň gözlegleri bilen ünsden düşürilen ewolýusiýa hadysalaryny açýar (Goşmaça 7-nji surat).Aşakda, bu wakalaryň her birini, ähtimal ewolýusiýa gelip çykyşy we ribosoma işine bolup biljek täsiri bilen düşündirýäris.
Soňra, uly rRNA kesişlerinden başga-da, E. cuniculi ribosomalarynyň işjeň ýerleriniň birinde rRNA üýtgemeleriniň bardygyny gördük.E. cuniculi ribosomasynyň peptidil geçiriş merkezi beýleki eukariotik ribosomalar bilen birmeňzeş gurluşa eýe bolsa-da (1d surat), dekodirleme merkezi 1491 nukleotidiň yzygiderliligi sebäpli tapawutlanýar (E. coli belgilemesi, 1e surat, f).Bu gözegçilik möhümdir, sebäbi eukariotik ribosomalaryň dekodirlenen ýerinde adatça A1408 we G1491 bakteriýa görnüşli galyndylar bilen deňeşdirilende G1408 we A1491 galyndylary bar.Bu üýtgeşiklik, bakterial we eukariotik ribosomalaryň ribosomal antibiotikleriň aminoglikozid maşgalasyna we dekodlaýyş ýerini nyşana alýan beýleki ownuk molekulalara dürli duýgurlygynyň esasyny düzýär.E. cuniculi ribosomasynyň kodlaýyş ýerinde A1491 galyndysy U1491 bilen çalşyryldy we bu işjeň sahypany nyşana alýan ownuk molekulalar üçin özboluşly baglanyşyk interfeýsini döredip biler.Şol bir A14901 görnüşi, P. locustae we V. nekatrix ýaly beýleki mikrosporidiýalarda-da bar, bu mikrosporidiýa görnüşleriniň arasynda giňden ýaýrandygyny görkezýär (1-nji surat).
E. cuniculi ribosoma nusgalarymyz metaboliki hereketsiz sporlardan izolirlenenligi sebäpli, stres ýa-da açlyk şertlerinde öň beýan edilen ribosoma baglanyşygy üçin E. cunikuliniň krio-EM kartasyny synagdan geçirdik.Gibernasiýa faktorlary 31,32,36,37, 38. Gibirlenýän ribosomanyň öň döredilen gurluşyny E. cuniculi ribosomasynyň krio-EM kartasy bilen deňeşdirdik.Gämi duralgasy üçin S. serevisiae ribosomalary gibrasiýa faktory Stm138 bilen çylşyrymly, Lso232 faktorly çekirtge ribosomlary we Mdf1 we Mdf231 faktorlary bilen çylşyrymly V. nekatrix ribosomlary ulanyldy.Şol bir wagtyň özünde, Mdf1 galan faktoryna gabat gelýän krio-EM dykyzlygyny tapdyk.V. nekatrix ribosomasy bilen baglanyşdyrýan Mdf1 ýaly, Mdf1 hem E. cuniculi ribosomasy bilen baglanyşýar, bu ýerde ribosomanyň E ýerini bloklaýar, parazit sporlary bedeniň hereketsizleşmeginde ribosomalaryň elýeterli bolmagyna kömek edip biler (2-nji surat).).
Mdf1, parazit sporlary metaboliki taýdan hereketsiz bolanda ribosomany hereketsizleşdirmäge kömek edýän ribosomanyň E ýerini bloklaýar.E. cuniculi ribosomasynyň gurluşynda, Mdf1-iň belok sintezi wagtynda ribosomadan deakilleşdirilen tRNA-nyň bölünip çykmagyna kömek edýän L1 ribosoma baldagy bilen ozal näbelli bir kontakt emele getirýändigini gördük.Bu aragatnaşyklar, Mdf1-iň deasetilleşdirilen tRNA ýaly mehanizmi ulanyp, ribosomadan aýrylandygyny, ribosomanyň belok sintezini gaýtadan açmak üçin ribosomanyň Mdf1-i nädip aýyrýandygyny düşündirip biler.
Şeýle-de bolsa, biziň gurluşymyz Mdf1 bilen L1 ribosoma aýagynyň arasynda näbelli bir kontakty ýüze çykardy (ribosomanyň belok sintezi wagtynda ribosomadan deakilleşdirilen tRNA-ny boşatmagyna kömek edýän bölegi).Hususan-da, Mdf1 deakilleşdirilen tRNA molekulasynyň tirsek segmenti bilen birmeňzeş aragatnaşyk ulanýar (2-nji surat).Öň näbelli molekulýar modellemek, Mdf1-iň ribosomadan deasetilleşdirilen tRNA ýaly mehanizmi ulanyp, ribosomanyň belok sintezini gaýtadan işjeňleşdirmek üçin bu gyşlaýyş faktoryny nädip aýyrýandygyny düşündirýär.
RRNA modeli gurlanda, E. cuniculi ribosomasynyň birleşdirilen rRNA diýip atlandyrýan rRNA bölekleriniň adatdan daşary bukulandygyny gördük (3-nji surat).Durmuşyň üç ugruny öz içine alýan ribosomalarda, rRNA esasy jübütleri esaslandyrýan jübütleri birleşdirýär we biri-biri bilen bukulýar ýa-da ribosomal beloklar bilen täsirleşýär38,39,40.Şeýle-de bolsa, E. cuniculi ribosomalarynda, RRNA-lar käbir gabyklaryny açylmadyk rRNA sebitlerine öwürmek bilen bu bukulýan ýörelgäni bozýan ýaly.
S. serevisiae, V. nekatrix we E. cuniculi-de H18 25S rRNA gelixiniň gurluşy.Adatça, üç durmuş meýdanyny öz içine alýan ribosomalarda bu baglanyşdyryjy 24-34 galyndylary öz içine alýan RNK geliçine öwrülýär.Mikrosporidiýada, tersine, bu rRNA birleşdirijisi kem-kemden diňe 12 galyndy saklaýan iki zolakly peşew baý birleşdirijisine öwrülýär.Bu galyndylaryň köpüsi erginlere sezewar bolýar.Surat, parazit mikrosporidiýanyň rRNA bukulmagynyň umumy ýörelgelerini bozýandygyny görkezýär, bu ýerde rRNA bazalary adatça beýleki esaslara birikdirilýär ýa-da rRNA-belok täsirine gatnaşýar.Mikrosporidiýada käbir rRNA bölekleri amatsyz eplenýär, onda öňki rRNA gelix göni çyzykda uzalýan bir hatar bölege öwrülýär.Bu üýtgeşik sebitleriň bolmagy, mikrosporidiýa rRNA-ny az mukdarda RNK esaslaryny ulanyp uzakdaky RRNA böleklerini birleşdirmäge mümkinçilik berýär.
Bu ewolýusiýa geçişiniň iň aýdyň mysalyny H18 25S rRNA gelixinde görmek bolýar (3-nji surat).E. coli-den adamlara çenli görnüşlerde bu rRNA gelixiň esaslarynda birneme tertipsiz gelix emele getirýän 24-32 nukleotid bar.V. necatrix we P. locustae-den öň kesgitlenen ribosomal gurluşlarda, H18 gelixiniň esaslary 31,32 bölekleýin örtülenok, ýöne nukleotid bazasynyň jübütleşmegi saklanýar.Şeýle-de bolsa, E. cunikulide bu rRNA bölegi 228UUUGU232 we 301UUUUUUUUUU307 iň gysga baglanyşdyryjylara öwrülýär.Adaty rRNA böleklerinden tapawutlylykda, peşew bilen baý baglanyşyklar ribosomal beloklar bilen örtülenok ýa-da giň aragatnaşyk saklamaýar.Muňa derek, rRNA zolaklary göni diýen ýaly uzaldylan, açyk we doly açylmadyk gurluşlary kabul edýärler.Bu uzaldylan görnüş, E. cunikuliniň H16 we H18 rRNA kelleleriniň arasyndaky 33 Å boşlugy doldurmak üçin diňe 12 RNK bazasyny ulanýandygyny düşündirýär, beýleki görnüşler bolsa bu boşlugy doldurmak üçin azyndan iki esse köp RRNA bazasyny talap edýär.
Şeýlelik bilen, güýçli amatsyz bukulma arkaly, parazit mikrosporidiýanyň, durmuşyň üç ugrunda görnüşleriň arasynda giňden goralýan rRNA segmentlerini hem baglaşmak üçin strategiýa döredendigini görkezip bileris.Görnüşinden, rRNA gabyklaryny gysga poli-U baglanyşdyryjylara öwürýän mutasiýa toplamak bilen, E. cuniculi distal rRNA böleklerini baglamak üçin mümkin boldugyça az nukleotidleri öz içine alýan adaty bolmadyk RRNA böleklerini emele getirip biler.Bu, mikrosporidiýanyň gurluş we funksional bitewiligini ýitirmän esasy molekulýar gurluşynyň düýpgöter azalmagyna nädip ýetendigini düşündirmäge kömek edýär.
E. cuniculi rRNA-nyň başga bir üýtgeşik aýratynlygy, galyňlaşmazdan rRNA-nyň peýda bolmagydyr (4-nji surat).Bulglar, gizlenmegiň ýerine RNK geliçisinden çykýan esasy jübütleri bolmadyk nukleotidlerdir.RRNA protruslarynyň köpüsi molekulýar ýelimleýji bolup, ýanaşyk ribosomal beloklary ýa-da beýleki rRNA böleklerini birleşdirmäge kömek edýär.Käbir bulgurlar halka hökmünde hereket edýär, öndürijilikli belok sintezi üçin rRNA gelixiniň çeýe we optimal bukulmagyna mümkinçilik berýär.
a rRNA protrusion (S. cerevisiae nomer) E. cuniculi ribosoma gurluşynda ýok, ýöne beýleki eukariotlarda b E. coli, S. cerevisiae, H. sapiens we E. cuniculi iç ribosomalarynda bar.parazitlerde gadymy, ýokary derejede goralýan RRNA bulgurlary ýok.Bu galyňlyklar ribosomanyň gurluşyny durnuklaşdyrýar;şonuň üçin olaryň mikrosporidiýada ýoklugy, mikrosporidiýa parazitlerinde rRNA gatlagynyň durnuklylygynyň peselendigini görkezýär.P baldaklary (L7 / L12 bakteriýalarda döreýär) bilen deňeşdirilende, rRNA böwetleriniň ýitmegi käwagt ýitirilen bölekleriň gapdalynda täze böwetleriň peýda bolmagyna gabat gelýär.23S / 28S rRNA-daky H42 gelix, durmuşyň üç ugrunda goralmagy sebäpli azyndan 3,5 milliard ýyl töweregi diýlip çaklanylýan gadymy ulaldy (Saccharomyces serevisiae-de U1206).Mikrosporidiýada bu ulalma ýok edilýär.Şeýle-de bolsa, ýitirilen bulguň gapdalynda täze çiş peýda boldy (E. cuniculi-de A1306).
Geň galdyryjy zat, E. cuniculi ribosomalarynda beýleki görnüşlerde tapylan rRNA bulgurlarynyň köpüsine, şol sanda beýleki eukariotlarda saklanýan 30-dan gowrak bulganyň ýokdugyna göz ýetirdik (4a surat).Bu ýitgi, ribosomal subunitler bilen ýanaşyk rRNA helelleriniň arasyndaky köp aragatnaşygy ýok edýär, kämahal ribosomanyň içinde uly boş boşluklary döredýär we E. cuniculi ribosomasyny has adaty ribosomalar bilen deňeşdirilende has gözenekli edýär (4b surat).Ablyeri gelende aýtsak, bu bulgurlaryň köpüsiniň ozal kesgitlenen V. necatrix we P. locustae ribosoma gurluşlarynda ýitirilendigini gördük, öňki gurluş analizleri 31,32.
Käwagt rRNA bulgurlarynyň ýitmegi, ýitirilen bulguň gapdalynda täze bulgurlaryň ösmegi bilen utgaşýar.Mysal üçin, ribosomal P-baldakda E. coli-den adamlara çenli ýaşap geçen we şonuň üçin 3,5 milliard ýyllyk U1208 ululygy (Saccharomyces serevisiae-de) bar.Belok sintezi wagtynda, bu ulalma P köküniň açyk we ýapyk görnüşleriň arasynda hereket etmegine kömek edýär, şonuň üçin ribosoma terjime faktorlaryny toplap, işjeň sahypa iberip biler.E. cuniculi ribosomalarynda bu galyňlyk ýok;şeýle-de bolsa, diňe üç esasy jübütde ýerleşýän täze galyňlaşdyrma (G883) P baldagynyň optimal çeýeliginiň dikeldilmegine goşant goşup biler (4-nji surat).
RRNA baradaky maglumatlarymyz, rRNA kiçeltmegiň ribosomanyň üstündäki rRNA elementleriniň ýitmegi bilen çäklenmän, erkin ýaşaýyş öýjüklerinde beýan edilmedik parazitlere mahsus molekulýar kemçiligi döredip, ribosoma ýadrosyny hem öz içine alyp biljekdigini görkezýär.janly görnüşlere syn edilýär.
Kanoniki ribosomal beloklary we rRNA modelleşdirenimizden soň, adaty ribosomal komponentleriň krio-EM şekiliniň üç bölegini düşündirip bilmejekdigine göz ýetirdik.Bu bölekleriň ikisi ululykdaky ownuk molekulalardyr (5-nji surat, goşmaça 8-nji surat).Birinji segment, ribosomal beloklar uL15 bilen eL18 arasynda, adatça, E. cuniculi-de gysgaldylan eL18 C-termininiň eýeleýän ýagdaýynda sandwiçlenýär.Bu molekulanyň kimdigini kesgitläp bilmesek-de, bu dykyzlyk adasynyň ululygy we görnüşi spermidin molekulalarynyň bolmagy bilen gowy düşündirilýär.Onuň ribosoma bilen baglanyşygy, bu kiçijik molekula üçin ribosomanyň ýakynlygyny ýokarlandyrýan ýaly, uL15 beloklarynda (Asp51 we Arg56) mikrosporidiýa mahsus mutasiýa bilen durnuklaşdyrylýar, sebäbi uL15-iň kiçi molekulany ribosomal gurluşa baglamagyna mümkinçilik berýär.Goşmaça 2-nji surat).8, goşmaça maglumatlar 1, 2).
E. cuniculi ribosomasyna bagly bolan ribozanyň daşynda nukleotidleriň bardygyny görkezýän krio-EM şekillendiriş.E. cuniculi ribosomasynda bu nukleotid beýleki eukariotik ribosomalaryň köpüsinde 25S rRNA A3186 nukleotid (Saccharomyces serevisiae nomer) bilen bir orny eýeleýär.b E. cunikuliniň ribosomal gurluşynda bu nukleotid uL9 we eL20 ribosomal beloklaryň arasynda ýerleşýär we şeýlelik bilen iki belokyň arasyndaky gatnaşyklary durnuklaşdyrýar.cd eL20 mikrosporidiýa görnüşleriniň arasynda yzygiderliligi goramagyň derňewi.Mikrosporidiýa görnüşleriniň (c) filogenetik agajy we eL20 belogynyň (d) köp yzygiderliligi F170 we K172 nukleotid baglaýjy galyndylaryň, adaty şahasy Mikrosporidiýada, ES39L rRNA giňelmesini saklaýan Microsporidia-dan başga ýagdaýlarda saklanýandygyny görkezýär.e Bu surat, F170 we K172 nukleotid bilen baglanyşdyryjy galyndylaryň diňe peseldilen mikrosporidiýa geniniň eL20-de bardygyny, ýöne beýleki eukariotlarda ýokdugyny görkezýär.Umuman aýdanyňda, bu maglumatlar Microsporidian ribosomalarynyň AMP molekulalaryny baglanyşdyrýan we ribosomal gurluşynda belok-belok täsirini durnuklaşdyrmak üçin ulanýan nukleotid baglanyşdyryjy ýer döredendigini görkezýär.Mikrosporidiýada bu hökmany ýeriň ýokary derejede goralmagy we beýleki eukariotlarda ýoklugy, bu sahypanyň Mikrosporidiýa üçin amatly ýaşaýyş artykmaçlygyny üpjün edip biljekdigini görkezýär.Şeýlelik bilen, mikrosporidiýa ribosomasyndaky nukleotid baglaýjy jübü, öň beýan edilişi ýaly, RRNA zaýalanmagynyň ýaramazlaşýan aýratynlygy ýa-da ahyrky görnüşi ýaly görünmeýär, tersine, mikrosporidiýa ribosomasyna molekulalary gurmak bloklary hökmünde ulanyp, ownuk molekulalary gönüden-göni baglamaga mümkinçilik berýän peýdaly ewolýusiýa täzelikidir.ribosomalar üçin gurluş bloklary.Bu açyş, mikrosporidiýa ribosomasyny ýeke-täk nukleotidi gurluş gurluşy hökmünde ulanýan ýeke-täk ribosoma öwürýär.f Nukleotid baglanyşygyndan alnan gipotetiki ewolýusiýa ýoly.
Ikinji pes molekulýar agram dykyzlygy uL9 we eL30 ribosomal beloklaryň interfeýsinde ýerleşýär (5a surat).Bu interfeýs öň Saccharomyces serevisiae ribosomasynyň gurluşynda rRNA A3186 (ES39L rRNA giňeltmesiniň bir bölegi) 38S 25S nukleotidi üçin hökmany ýer hökmünde suratlandyryldy.Eraramazlaşan P. locustae ES39L ribosomalarynda bu interfeýsiň näbelli bir nukleotid 31 baglanyşdyrýandygy görkezildi we bu nukleotidiň rRNA-nyň uzynlygy ~ 130-230 bazasy bolan rRNA-nyň azaldylan soňky görnüşi hasaplanýar.ES39L bir nukleotid 32.43-e çenli azalýar.Krio-EM şekillerimiz dykyzlygy nukleotidler bilen düşündirip bolar diýen pikiri goldaýar.Şeýle-de bolsa, gurluşymyzyň has ýokary çözgüdi bu nukleotidiň ekstribibosomal molekuladygyny, ähtimal AMP bolandygyny görkezdi (5a surat, b).
Soňra nukleotid baglanyşdyryjy ýeriň E. cuniculi ribosomasynda peýda bolandygyny ýa-da ozal bardygyny soradyk.Nukleotid baglanyşygy, eL30 ribosomal belogynda Phe170 we Lys172 galyndylary bilen araçylyk edilýändigi sebäpli, bu galyndylaryň 4396 wekil eukariotda saklanmagyna baha berdik.Aboveokardaky uL15 ýagdaýynda bolşy ýaly, Phe170 we Lys172 galyndylarynyň diňe adaty Mikrosporidiýada ýokary derejede saklanýandygyny gördük, ýöne ES39L rRNA bölegi 44, 45, 46 azalmaýan atipiki Mikrosporidiýa Mitosporidium we Amfiýamblys ýaly beýleki eukariotlarda ýok (5-nji surat).-e).
Bu maglumatlar bilelikde alnanda, E. cunikuliniň we ähtimal beýleki kanoniki mikrosporidiýanyň, ribosoma gurluşynda köp mukdarda ownuk metabolitleri rRNA we belok derejesiniň peselmeginiň öwezini dolmak ukybyny ösdürendigi baradaky pikiri goldaýar.Şeýle etmek bilen, ribosomanyň daşyndaky nukleotidleri baglamak üçin özboluşly ukyp döredildi, parazit molekulýar gurluşlarynyň köp ownuk metabolitleri ele almak we zaýalanan RNK we belok bölekleriniň gurluş mimikasy hökmünde ulanmak arkaly öwezini dolýandygyny görkezdi..
Uly ribosomal subunitde tapylan krio-EM kartamyzyň üçünji şekillendirilmedik bölegi.Kartamyzyň has ýokary çözgüdi (2,6 Å) bu dykyzlygyň uly gapdal zynjyr galyndylarynyň täsin kombinasiýalary bolan beloklara degişlidigini görkezýär, bu dykyzlygy msL2 (Microsporidia-belok L2) diýip kesgitlän öň belli bolmadyk ribosomal belok hökmünde kesgitlemäge mümkinçilik berdi (usullar, 6-njy surat).Gomologiýa gözlegimiz, msL2-iň “Ensefaliter” we “Orosporidium” jynslarynyň “Microsporidia” klada saklanýandygyny görkezdi, ýöne beýleki mikrosporidiýa ýaly beýleki görnüşlerde ýok.Ribosomal gurluşda msL2 uzaldylan ES31L rRNA-nyň ýitmegi netijesinde emele gelen boşlugy eýeleýär.Bu boşlukda msL2 rRNA bukulmagyny durnuklaşdyrmaga kömek edýär we ES31L ýitgisiniň öwezini dolup biler (6-njy surat).
E. cuniculi ribosomalarynda tapylan Microsporidia-a mahsus ribosomal belok msL2-iň elektron dykyzlygy we modeli.b Saccharomyces serevisiae-iň 80S ribosomasyny goşmak bilen eukariotik ribosomlaryň köpüsi, Mikrosporidiýa görnüşleriniň köpüsinde ES19L rRNA güýçlendirijisi ýitdi.V. nekatrix mikrosporidiýa ribosomasynyň öň döredilen gurluşy, bu parazitlerde ES19L ýitgisiniň täze msL1 ribosomal belogynyň ewolýusiýasy bilen öwezini dolýandygyny görkezýär.Bu gözlegde, E. cuniculi ribosomasynyň ES19L ýitgisiniň öwezini dolmak üçin goşmaça ribosomal RNK meňzeş belok öndürendigini gördük.Şeýle-de bolsa, msL2 (häzirki gipotetiki ECU06_1135 belok hökmünde düşündirilýär) we msL1 dürli gurluş we ewolýusiýa gözbaşlaryna eýedir.c Ewolýusiýa bilen baglanyşykly bolmadyk msL1 we msL2 ribosomal beloklaryň emele gelmeginiň bu açyşy, ribosomalaryň öz RRNA-synda zyýanly mutasiýa toplasa, ýakyn baglanyşykly görnüşleriň kiçi böleginde-de görlüp-eşidilmedik derejedäki kompozisiýa dürlüligini gazanyp biljekdigini görkezýär.Bu açyş, rRNA-nyň gaty peselmegi we görnüşleriň arasynda belok düzüminiň adatdan daşary üýtgemegi bilen tanalýan mitokondrial ribosomanyň gelip çykyşyny we ewolýusiýasyny anyklamaga kömek edip biler.
Soňra msL2 belogyny V. necatrix ribosomasynda tapylan ýeke-täk mikrosporidiýa mahsus ribosomal belok bilen öň beýan edilen msL1 belogy bilen deňeşdirdik.MsL1 we msL2 ewolýusiýa bilen baglanyşyklydygyny barlamak isledik.Biziň seljerişimiz, msL1 we msL2 ribosomal gurluşda şol bir boşlugy eýeleýändigini, ýöne garaşsyz ewolýusiýa gelip çykyşyny görkezýän dürli başlangyç we üçünji gurluşlaryň bardygyny görkezdi (6-njy surat).Şeýlelik bilen, msL2-ni açmagymyz, ykjam eukariotik görnüşleriň toparlarynyň rRNA bölekleriniň ýitmeginiň öwezini dolmak üçin gurluş taýdan tapawutly ribosomal beloklary özbaşdak ösdürip biljekdigini subut edýär.Bu tapyndy, sitoplazmatik eukariotik ribosomalaryň köpüsinde 81 ribosomal belogyň bir maşgalasyny öz içine alýan üýtgemeýän belogyň bardygyny bellärliklidir.Giňeldilen rRNA segmentleriniň ýitmegine jogap hökmünde dürli mikrosporidiýanyň msL1 we msL2 peýda bolmagy, parazitiň molekulýar arhitekturasynyň zaýalanmagy, parazitleriň öwezini dolmak üçin gözleg geçirmegine sebäp bolýar, netijede olaryň dürli parazit populýasiýalarynda bolmagyna sebäp bolup biler.gurluşlary.
Ahyrynda, modelimiz tamamlanandan soň, E. cuniculi ribosomasynyň düzümini gen yzygiderliliginden çaklanylýan bilen deňeşdirdik.Birnäçe ribosomal belok, şol sanda eL14, eL38, eL41 we eS30, E. cuniculi genomyndan gomologlarynyň ýoklugy sebäpli E. cuniculi genomynda ýitirim bolandyr öýdülýärdi.Köp ribosomal beloklaryň ýitmegi beýleki ýokary derejede peselýän öýjükli parazitlerde we endosimionlarda hem çak edilýär.Mysal üçin, erkin ýaşaýan bakteriýalaryň köpüsinde 54 ribosomal belokdan ybarat bir maşgala bar bolsa-da, bu belok maşgalalarynyň diňe 11-sinde çäklendirilen bakteriýalaryň her seljerilen geninde kesgitlenýän gomologlar bar.Bu düşünjäni goldamak üçin, eL38 we eL4131,32 belok ýetmezçiligi bolan V. nekatrix we P. locustae mikrosporidiýasynda ribosomal beloklaryň ýitmegi synagdan geçirildi.
Şeýle-de bolsa, gurluşlarymyz E. cuniculi ribosomasynda diňe eL38, eL41 we eS30 ýitirilendigini görkezýär.EL14 belogy saklandy we gurluşymyz bu belogyň gomologiýa gözleginde näme üçin tapylmaýandygyny görkezdi (7-nji surat).E. cuniculi ribosomalarynda, rRNA güýçlendirilen ES39L zaýalanmagy sebäpli eL14 baglanyşdyryjy ýeriň köpüsi ýitýär.ES39L ýok bolsa, eL14 ikinji derejeli gurluşynyň köpüsini ýitirdi we eL14 yzygiderliliginiň diňe 18% -i E. cuniculi we S. cerevisiae-de birmeňzeşdi.Bu yzygiderli yzygiderliligi gorap saklamak ajaýyp, sebäbi hatda 1,5 milliard ýyl aralykda ösen Saccharomyces serevisiae we Homo sapiens hem eL14-de şol galyndylaryň 51% -den gowragyny paýlaşýar.Tebigaty goramagyň bu anomal ýitgisi, E. cuniculi eL14-iň häzirki wagtda eL1427 ribosomal belogy ýaly däl-de, M970_061160 belogy hökmünde bellik edilendigini düşündirýär.
we Microsporidia ribosoma, eL14 ribosomal belogy baglanyşdyrýan ýerini bölekleýin ýok eden ES39L rRNA giňeltmesini ýitirdi.ES39L ýok bolsa, eL14 mikrospor belogy ikinji derejeli gurluşyň ýitmegine sezewar bolýar, onda öňki rRNA baglaýjy α-gelix minimal uzynlyk aýlawyna öwrülýär.b Birnäçe yzygiderlilik deňleşdirilmegi, eL14 belogynyň eukariotik görnüşlerinde (hamyrmaýa bilen adam gomologlarynyň arasynda 57% yzygiderlilik) ýokary derejede saklanýandygyny görkezýär, ýöne mikrosporidiýada pes saklanýar we tapawutlanýar (galyndylaryň 24% -den gowragy eL14 gomologyna meňzemeýär).S. cerevisiae ýa-da H. sapiens-den).Bu yzygiderli yzygiderliligi gorap saklamak we ikinji derejeli gurluşyň üýtgemegi, eL14 gomologynyň näme üçin E. cunikulide tapylmandygyny we bu belogyň E. cunikulide ýitirilendigini pikir edýär.Munuň tersine, E. cuniculi eL14 öňem goýlan M970_061160 belogy hökmünde düşündirilipdi.Bu gözegçilik, häzirki wagtda mikrosporidiýa genleriniň dürlüligine aşa baha berilýändigini görkezýär: häzirki wagtda mikrosporidiýada ýitirilen öýdülýän käbir genler ýokary derejede tapawutlanan görnüşlerde bolsa-da saklanýar;munuň ýerine, gurçuga mahsus beloklar üçin mikrosporidiýa genleri (meselem, gipotetiki belok M970_061160) kodlary hasaplanýar, aslynda beýleki eukariotlarda tapylan dürli-dürli beloklaryň kodlary.
Bu tapyndy, rRNA denaturasiýasynyň goňşy ribosomal beloklarda yzygiderliligi gorap saklamagyň düýpgöter ýitmegine sebäp bolup biljekdigini, bu beloklaryň gomologiýa gözlegleri üçin kesgitlenip bilmejekdigini görkezýär.Şeýlelik bilen, ownuk gen organizmlerinde molekulýar zaýalanmagyň hakyky derejesine aşa baha berip bileris, sebäbi ýitirilen öýdülýän käbir beloklar hakykatdanam üýtgän görnüşlerde bolsa-da dowam edýär.
Parazitler genomyň aşa azalmagy şertlerinde molekulýar maşynlarynyň işini nädip saklap bilerler?Biziň gözlegimiz, bu soraga iň kiçi eukariotik genomlaryndan biri bolan organizm bolan E. cunikuliniň çylşyrymly molekulýar gurluşyny (ribosoma) suratlandyrmak bilen jogap berýär.
Mikrob parazitlerindäki belok we RNK molekulalarynyň erkin ýaşaýyş görnüşlerindäki birmeňzeş molekulalaryndan köplenç tapawutlanýandyklary, hil gözegçilik merkezleriniň ýoklugy, erkin ýaşaýyş mikroblarynda we ş.m. ululygynyň 50% -ine çenli azalýandygy mälimdir.bukulmagyna we işlemegine päsgel berýän köp gowşak mutasiýa.Mysal üçin, öýjükli parazitleri we endosimionlary öz içine alýan kiçi gen organizmleriniň ribosomalarynda 27, 29, 30, 49 erkin ýaşaýyş görnüşleri bilen deňeşdirilende birnäçe ribosomal beloklaryň we rRNA nukleotidleriniň üçden birine ýetmegine garaşylýar. Şeýle-de bolsa, bu molekulalaryň parazitde işlemegi esasan syr bolup galýar, esasan deňeşdirme genomikasy arkaly öwrenilýär.
Biziň gözlegimiz, makromolekulalaryň gurluşynyň, öýjükli parazitleriň we beýleki çäklendirilen organizmleriň adaty deňeşdirme genom gözleglerinden çykarmak kyn ewolýusiýanyň köp tarapyny açyp biljekdigini görkezýär (Goşmaça 7-nji surat).Mysal üçin, eL14 belogynyň mysaly, parazit görnüşlerindäki molekulýar enjamlaryň zaýalanmagynyň hakyky derejesine aşa baha berip biljekdigimizi görkezýär.Ensefalit parazitleriniň indi ýüzlerçe mikrosporidiýa mahsus genleri bar diýlip hasaplanylýar.Şeýle-de bolsa, netijelerimiz bu genleriň käbiriniň beýleki eukariotlarda giňden ýaýran genleriň düýpgöter tapawutlydygyny görkezýär.Mundan başga-da, msL2 belogynyň mysaly täze ribosomal beloklara nädip üns berýändigimizi we parazit molekulýar maşynlarynyň mazmunyna kembaha garaýandygymyzy görkezýär.Kiçijik molekulalaryň mysaly, täze biologiki işjeňlik berip biljek parazit molekulýar gurluşlaryndaky iň oýlap tapyşy nädip gözden geçirip biljekdigimizi görkezýär.
Bu netijeler bilelikde alnanda, çäklendirilen organizmleriň molekulýar gurluşlary bilen erkin ýaşaýyş organizmlerindäki kärdeşleriniň arasyndaky tapawutlara düşünişimizi gowulandyrýar.Uzak wagtdan bäri azalýar, ýaramazlaşýar we dürli gowşaýan mutasiýalara sezewar bolýan molekulýar maşynlaryň ýerine, yzygiderli üns berilmeýän adaty bolmadyk gurluş aýratynlyklarynyň bardygyny görkezýäris.
Beýleki bir tarapdan, E. cunikuliniň ribosomalarynda tapylan köp bolmadyk rRNA bölekleri we birleşdirilen bölekler, genleriň azalmagy durmuşyň üç ugrunda saklanyp galan esasy molekulýar enjamlaryň böleklerini hem üýtgedip biljekdigini görkezýär - takmynan 3,5 milliard ýyldan soň.görnüşleriň garaşsyz ewolýusiýasy.
E. cuniculi ribosomalaryndaky köpürjiksiz we birleşdirilen rRNA bölekleri, endosimbiotik bakteriýalarda RNK molekulalarynyň ozalky gözlegleriniň esasynda aýratyn gyzyklanma döredýär.Mysal üçin, “aphid endosymbiont Buchnera aphidicola” -da, RRNA we tRNA molekulalarynyň A + T düzümi we kanon däl esasy jübütleriň köp bölegi sebäpli temperatura duýgur gurluşlaryň bardygy görkezildi20,50.RNK-daky bu üýtgeşmeler, belok molekulalarynyň üýtgemegi, indi endosimionlaryň hyzmatdaşlara aşa garaşlylygy we endosimionlaryň 21, 23 ýylylygy geçirip bilmezligi üçin jogapkär hasaplanýar.Parazit mikrosporidiýa rRNA-nyň gurluş taýdan üýtgeşik üýtgeşmeleri bar bolsa-da, bu üýtgeşmeleriň tebigaty ýylylyk durnuklylygynyň peselmegini we çaperon beloklaryna has köp garaşlylygyň genleri azalýan organizmlerde RNK molekulalarynyň umumy aýratynlyklary bolup biljekdigini görkezýär.
Beýleki tarapdan, gurluşlarymyz parazit mikrosporidiýanyň giň goralýan rRNA we belok böleklerine garşy durmak üçin özboluşly bir ukyp döredendigini, bozulan rRNA we belok bölekleriniň gurluş meňzeşligi hökmünde köp we aňsat elýeterli ownuk metabolitleri ulanmak ukybyny ösdürendigini görkezýär.Molekulýar gurluşyň zaýalanmagy..Bu pikir, RRNA-daky belok bölekleriniň we E. cunikuliniň ribosomalarynyň ýitmeginiň öwezini dolýan ownuk molekulalaryň uL15 we eL30 beloklaryndaky mikrosporidiýa galyndylary bilen baglanyşýandygy bilen tassyklanýar.Bu, ownuk molekulalaryň ribosomalara baglanmagynyň oňyn saýlamanyň önümi bolup biljekdigini, ribosomal beloklarda ribosomalaryň ýakynlygyny ýokarlandyrmak ukyby üçin ribosomal beloklarda mikrosporidiýa mahsus mutasiýalaryň saýlanandygyny görkezýär.Bu açyş, mikrob parazitleriniň molekulýar gurluşynda akylly täzelik açýar we reduktiw ewolýusiýa garamazdan parazit molekulýar gurluşlarynyň işini nädip dowam etdirýändigi barada has gowy düşünje berýär.
Häzirki wagtda bu ownuk molekulalaryň kimdigi entek belli däl.Bu kiçijik molekulalaryň ribosomal gurluşda peýda bolmagynyň mikrosporidiýa görnüşleriniň arasynda näme üçin tapawutlanýandygy belli däl.Hususan-da, eL20 we V.17 nekatrixiň ​​K172 beloklarynda F170 galyndysynyň bardygyna garamazdan, V. cunikuliniň we P. lokustanyň ribosomalarynda däl-de, V. nekatrixiň ​​ribosomalarynda näme üçin nukleotid baglanyşygynyň ýüze çykýandygy belli däl.Bu pozulma, V. necatrix-de tirozin we E. cuniculi we P. locustae-de tronin däl 43 uL6 (nukleotid baglaýjy jübüsine ýanaşyk) galyndy sebäpli bolup biler.Tyr43-iň uly ysly gapdal zynjyry, steriki gabat gelmegi sebäpli nukleotidiň baglanyşygyna päsgel berip biler.Ativea-da bolmasa, görünýän nukleotidiň ýok edilmegi, V. nekatrix ribosomal bölekleriniň modellenmegine päsgel berýän krio-EM şekillendirişiniň pes çözgüdi sebäpli bolup biler.
Başga bir tarapdan, işimiz genleriň dargamagynyň oýlap tapyjy güýç bolup biljekdigini görkezýär.Hususan-da, E. cuniculi ribosomasynyň gurluşy, mikrosporidiýa ribosomasyndaky rRNA we belok bölekleriniň ýitmeginiň ribosoma gurluşynyň üýtgemegine itergi berýän ewolýusiýa basyşyny döredýändigini görkezýär.Bu wariantlar ribosomanyň işjeň ýerinden uzakda bolup, rRNA peselmegi bilen bozuljak optimal ribosoma ýygnagyny saklamaga (ýa-da dikeltmäge) kömek edýän ýaly görünýär.Bu, mikrosporidiýa ribosomasynyň esasy täzeliginiň gen driftini buferlemek zerurlygyna öwrülendigini görkezýär.
Perhapshtimal, muny şu wagta çenli beýleki organizmlerde görmedik nukleotid baglanyşygy bilen iň gowy suratlandyryp biler.Nukleotid bilen baglanyşdyrýan galyndylaryň adaty mikrosporidiýada barlygy, ýöne beýleki eukariotlarda ýoklugy, nukleotid baglanyşdyrýan ýerleriň diňe ýitip gitmegine garaşýan galyndylar däldigini ýa-da rRNA-nyň aýry-aýry nukleotidler görnüşinde dikeldilmegi üçin iň soňky ýerdigini görkezýär.Muňa derek, bu sahypa birnäçe gezek oňyn saýlamanyň üstünde ösüp biljek peýdaly aýratynlyk ýaly bolup görünýär.Nukleotid baglanyşdyrýan ýerler tebigy seçimiň önümi bolup biler: ES39L peselenden soň, mikrosporidiýa ES39L ýok mahaly optimal ribosoma biogenezini dikeltmek üçin öwezini dolmaga mejbur bolýar.Bu nukleotid ES39L-daky A3186 nukleotidiň molekulýar kontaktlaryny meňzeş edip bilýändigi sebäpli, nukleotid molekulasy ribosomanyň gurluş bölegi bolýar, baglanyşygy eL30 yzygiderliliginiň üýtgemegi bilen hasam gowulaşýar.
Öýjükli parazitleriň molekulýar ewolýusiýasy barada aýdanymyzda, gözlegimiz Darwiniň tebigy seçiminiň we geniň çüýremeginiň genetiki süýşmeginiň güýçleriniň paralel işlemeýändigini, yrgyldandygyny görkezýär.Birinjiden, genetiki drift biomolekulalaryň möhüm aýratynlyklaryny ýok edýär we öwezini dolmagy gaty zerur edýär.Diňe parazitler Darwiniň tebigy seçimi arkaly bu zerurlygy kanagatlandyranlarynda, makromolekulalaryň iň täsirli we innowasiýa aýratynlyklaryny ösdürmäge mümkinçiligi bolar.Möhüm zat, E. cuniculi ribosomasyndaky nukleotid baglanyşdyrýan ýerleriň ewolýusiýasy, molekulýar ewolýusiýanyň bu ýitirilen görnüşiniň diňe pozulýan mutasiýalary amortizasiýa etmän, käwagt parazit makromolekulalarda düýbünden täze funksiýalary hödürleýändigini görkezýär.
Bu pikir, Sewell Wraýtyň hereket edýän deňagramlylyk teoriýasyna laýyk gelýär, tebigy seçim ulgamynyň berk ulgamynyň organizmleriň täzelenmek ukybyny çäklendirýändigini görkezýär 51,52,53.Şeýle-de bolsa, genetiki drift tebigy saýlamany bozsa, bu driftler özlerine uýgunlaşmaýan (ýa-da zyýanly) däl-de, has ýokary fitnes ýa-da täze biologiki işjeňligi üpjün edýän üýtgeşmelere sebäp bolup biler.Çarçuwamyz, biomolekulanyň gatlagyny we işleýşini azaldýan şol bir mutasiýa görnüşiniň gowulaşmagy üçin esasy itergi bolup durýandygyny görkezmek bilen bu pikiri goldaýar.Win-win ewolýusiýa modeline laýyklykda, gözlegimiz, adatça degeneratiw proses hökmünde görülýän genleriň çüýremeginiň, innowasiýalaryň esasy hereketlendirijisidigini, kämahal hatda makromolekulalaryň täze parazit işjeňliklerine eýe bolmagyna ýol açýandygyny görkezýär.ulanyp biler.