Tecnologia Científica
Estudo mitocondrial oferece novos insights sobre como nossas células processam o RNA para produção de energia
O estudo, publicado no The EMBO Journal , revela os mecanismos detalhados de como as mitocôndrias processam moléculas de RNA de transferência (tRNA), que são essenciais para a produção de energia.
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Karolinska Institutet - 11/11/2024
Reconstrução molecular do complexo RNase Z mitocondrial humano sobreposto em uma seção criotomográfica com mitocôndrias de células humanas. Crédito: Genis Valentin Gese.
Pesquisadores do Departamento de Biologia Celular e Molecular do Instituto Karolinska fizeram uma grande descoberta sobre como as células humanas produzem energia. O estudo, publicado no The EMBO Journal , revela os mecanismos detalhados de como as mitocôndrias processam moléculas de RNA de transferência (tRNA), que são essenciais para a produção de energia.
As mitocôndrias precisam de tRNAs processados adequadamente para produzir proteínas para energia. Problemas no processamento de tRNA podem levar a doenças mitocondriais sérias. Até agora, o processo exato de maturação de tRNA nas mitocôndrias não era bem compreendido.
"Nosso estudo revela, em nível molecular, como o complexo mitocondrial RNase Z reconhece e processa moléculas de tRNA", disse Genís Valentín Gesé, o primeiro autor do estudo. "Usando microscopia crioeletrônica avançada, conseguimos visualizar o complexo em ação, capturando instantâneos de tRNA em diferentes estágios de maturação. Este é um passo significativo para entender como nossas células produzem energia e mantêm uma função saudável."
Usando microscopia crioeletrônica avançada , os pesquisadores visualizaram o complexo mitocondrial RNase Z, que é crucial para a maturação do tRNA. Eles capturaram imagens de alta resolução mostrando como esse complexo processa moléculas de tRNA passo a passo.
"Ver o complexo RNase Z com tantos detalhes é como observar as engrenagens de um motor finamente ajustado", explicou Valentín Gesé. "Podemos observar como cada componente interage com o tRNA, o que nos fornece insights inestimáveis sobre os mecanismos precisos da maturação do tRNA."
Revelando o mecanismo de processamento sequencial
Uma descoberta importante é a descoberta da ordem de processamento de 5' para 3' dos tRNAs, que garante que eles sejam preparados corretamente para a síntese de proteínas. O estudo também explica como o complexo RNase Z evita cortar tRNAs que já têm sua cauda essencial 3'-CCA, prevenindo erros no processamento de tRNA.
"Entender a direcionalidade do processamento do tRNA é crucial", disse Martin Hällberg, autor sênior do estudo. "Isso garante que as moléculas de tRNA estejam adequadamente amadurecidas e funcionais, o que é essencial para que as mitocôndrias produzam energia de forma eficiente."
Importante, a pesquisa vincula mutações específicas no gene ELAC2 a doenças mitocondriais. Entender essas mutações ajuda no desenvolvimento de terapias direcionadas para condições como cardiomiopatia e deficiências intelectuais .
"Ao visualizar onde essas mutações ocorrem e como elas afetam a estrutura e a função do complexo RNase Z, podemos entender a base molecular de certas doenças mitocondriais", explica Hällberg. "Esse conhecimento é crucial para desenvolver terapias direcionadas para corrigir ou compensar esses defeitos."
Essa descoberta oferece novos caminhos para diagnosticar e tratar doenças mitocondriais e aumenta nossa compreensão geral da biologia mitocondrial.
Mais informações: Genís Valentín Gesé et al, Base estrutural da maturação do 3?-tRNA pelo complexo RNase Z mitocondrial humano, The EMBO Journal (2024). DOI: 10.1038/s44318-024-00297-w
Informações do periódico: EMBO Journal
