Usando microscopia eletrônica, os cientistas conseguiram produzir um modelo 3D de uma parte da célula humana, o ribossomo, que não tem mais de 30 nanômetros de diâmetro. Crédito: Eva Kummer
As células humanas contêm ribossomos, uma máquina complexa que produz proteínas para o resto do corpo. Agora os pesquisadores estão mais perto de entender como funciona o ribossomo.
“É incrível podermos visualizar os detalhes atômicos do ribossomo. Porque eles são minúsculos – cerca de 20-30 nanômetros.”
É o que diz a professora associada Eva Kummer, do Centro de Pesquisa de Proteínas da Fundação Novo Nordisk, responsável pelo novo estudo publicado em Comunicações da Natureza.
E não se preocupe se você não sabe quanto custa um nanômetro. É cerca de um bilionésimo de metro.
O Ribossomo
O ribossomo é uma parte da célula humana que consiste em ARN e proteínas ribossômicas.
O ribossomo é como uma fábrica que constrói proteínas seguindo um conjunto de instruções inerentes aos genes.
Os ribossomos são encontrados flutuando no citosol celular, nas organelas celulares, como as mitocôndrias ou no protoplasma das bactérias.
Usando microscopia eletrônica, Eva Kummer e seus colegas Giang Nguyen e Christina Ritter conseguiram produzir um modelo 3D de uma parte da célula humana, o ribossomo, que não tem mais de 30 nanômetros de diâmetro.
Mais especificamente, eles tiraram fotos de como um ribossomo é produzido.
“É importante entender como o ribossomo é construído e como funciona, porque é a única partícula celular que produz proteínas nos humanos e em todos os outros organismos vivos. E sem proteínas a vida deixaria de existir”, afirma Eva Kummer.
As proteínas são os principais blocos de construção do corpo humano. Seu coração, pulmões, cérebro e basicamente todo o seu corpo são feitos de proteínas produzidas pelo ribossomo.
“Visto de fora, o corpo humano parece bastante simples, mas considere o fato de que cada parte do corpo consiste em milhões de moléculas, que são extremamente complexas, e que todas elas sabem o que fazer – isso é de tirar o fôlego”, diz Eva Kummer.
O complexo processo de montagem do ribossomo. Crédito: Eva Kummer
Dobrar, montar e mover para o lugar certo
Antes que os ribossomos possam começar a produzir proteínas, eles primeiro precisam ser montados a partir de mais de 80 componentes diferentes.
Eva Kummer e seus colegas obtiveram modelos 3D de três estágios diferentes de montagem do ribossomo.
“É uma partícula complexa com muitas partes diferentes – muitas proteínas e componentes de RNA – que devem ser dobradas, montadas e movidas para o lugar certo. Não acontece tudo de uma vez. A montagem dos ribossomos é um processo gradual que envolve várias etapas”, explica.
Das três etapas, o modelo 3D que descreve o primeiro momento da montagem é o mais interessante, segundo Eva Kummer, pois ninguém foi capaz de descrevê-lo antes.
“Nesta fase, podemos dizer, por exemplo, que uma proteína específica chamada GTPBP10 está ansiosa para interagir com um chamado componente de RNA que forma uma longa hélice”, diz Eva Kummer e acrescenta:
“Na verdade, na parte inferior dessa hélice está o centro catalítico do ribossomo, que é onde as proteínas são produzidas. É por isso que é tão importante que a hélice esteja dobrada e posicionada corretamente. ”
Para conseguir isso, o GTPBP10 agarra a hélice e a coloca na posição correta para a síntese protéica.
Esta é apenas uma das muitas fases da montagem dos ribossomas sobre as quais o novo estudo esclareceu – uma visão que pode abrir caminho para um maior conhecimento sobre várias doenças.
“Erros na montagem do ribossomo reduzem severamente a capacidade das nossas células de produzir proteínas. Estas são, por exemplo, proteínas que convertem a energia dos alimentos que comemos em moedas de energia que o corpo pode usar para executar todos os tipos de processos celulares. Agora, se o ribossomo mitocondrial não funcionar, nosso corpo não poderá mais produzir moedas de energia suficientes e isso levará a doenças como distúrbios neurodegenerativos e problemas cardíacos. E durante o envelhecimento, a produção dessas moedas energéticas também funciona cada vez menos eficientemente”, diz Eva Kummer e acrescenta:
“O primeiro passo é entender como as coisas funcionam. Só então você poderá tentar mudá-los.”
Você pode ler “Insights estruturais sobre o papel do GTPBP10 na maturação do RNA do mitorribossomo“ em Comunicações da Natureza.
Referência: “Insights estruturais sobre o papel do GTPBP10 na maturação do RNA do mitoribossomo” por Thu Giang Nguyen, Christina Ritter e Eva Kummer, 2 de dezembro de 2023, Comunicações da Natureza.
DOI: 10.1038/s41467-023-43599-z
