Streptomyces coelicolor.

Ribosomen van Streptomyces-bodembacteriën zitten voortdurend in de startblokken om bepaalde stresseiwitten te kunnen produceren zodra ze nodig zijn. Het ‘startsein’ bestaat uit een moleculaire aanval op het eerste ribosoom in de rij, zo suggereren Sharief Barends, Gilles van Wezel en collega’s (Universiteit Leiden) in het tijdschrift EMBO Reports.

De publicatie beschrijft een variatie op het zogeheten trans-translatiemechanisme, dat bij vrijwel alle bacteriën is terug te vinden. Dit mechanisme ‘bevrijdt’ ribosomen die hebben geprobeerd om een incompleet stuk messenger-RNA te vertalen naar een eiwit, en die vervolgens wegens gebrek aan een stopcodon aan dat RNA zijn blijven plakken.

De werking komt er op neer dat aan het incomplete m-RNA een stukje transfer-messenger RNA’ (tmRNA) wordt gezet, dat wél een stopcodon bevat. Het ribosoom volgt dat tmRNA, zet nog een paar laatste aminozuren aan het eiwit waar het mee bezig was, en komt dan via het stopcodon ‘los’. Die laatste aminozuren vormen een label dat het mislukte eiwit naar de cellulaire prullenmand verwijst.

Streptomyceten lijken nu dit mechanisme ook te gebruiken om heel snel over een tiental eiwitten te kunnen beschikken wanneer ze plotseling worden gestrest.

Uit diverse Leidse experimenten valt op te maken dat het mRNA, dat voor deze eiwitten codeert, kennelijk ook wordt aangemaakt onder niet-gestreste condities. Het zet dan ook gewoon ribosomen aan het werk, die braaf beginnen met de aanmaak van de stress-eiwitten.

Er zit echter een ‘staartje’ aan dit mRNA, dat verhindert dat die ribosomen van de keten aflopen en hun eiwit afmaken. Het gevolg is dat zich op zo’n stuk mRNA tientallen of zelfs honderden ribosomen ophopen. Die wachten allemaal op het eerste ribosoom in de rij, dat tegen dat staartje aanhikt. En aan elk ribosoom hangt een eiwit in wording.

Raakt de bacterie gestrest, dan treedt het tmRNA in werking. Het bevrijdt dat eerste ribosoom door op de een of andere manier het staartje te verwijderen. Het stresseiwit dat aan dat ribosoom hangt, krijgt een label en gaat naar de destructie. Alle andere ribosomen op het mRNA kunnen nu echter gewoon hun stresseiwit afmaken, en dáár komt geen label meer aan te hangen.

Hoe dat staartje er op moleculair niveau uitziet, en hoe het tmRNA er mee afrekent, is voorlopig nog een raadsel.

bron: Universiteit Leiden (met dank aan Sharief Barends)

Onderwerpen