Missing Evolutionary Link Found By Using Tiny Fungus Crystal

ScienceDaily (Jan. 3, 2008) — The crystal structure of a molecule from a primitive fungus has served as a time machine to show researchers more about the evolution of life from the simple to the complex.



Dengan mempelajari versi 3 dimensi dari batasan protein fungus sampai ke sebuah molekul RNA, para ilmuwan dari Univ. Purdue dan Univ. Texas di Austin telah bisa memvisualisasikan bagaimana proses kehidupan dari awal yaitu molekul yang mereplikasi diri yang juga melakukan reaksi kimia, sampai ke tahap protein.

"Sekarang kita bisa melihat bagaimana proses RNA yang saling membagi fungsi dengan protein," kata Alan Lambowitz, direktur Cellular and Molecular Biology di Univ. Texas institute. "Ini adalah langkah yang hilang yang sangat kritikal."

"Telah diduga bahwa RNA, atau molekul yg sejenis, mungkin telah berada di antara molekul kehidupan pertama, yang keduanya membawa kode genetis yang bisa ditransmit dari generasi ke generasi dan masuk ke dalam struktur, sehingga molekul ini bisa bekerja di dalam sel-sel," kata Ahli struktural biologi Purdue Barbara Golden. "Pada titik tertentu, protein mulai mengambil ahli peran dari RNA, sebagai katalis dan membuat struktur di sel."

Dalam rangka untuk menunjukkan hal tsb dan mempelajari lebih jauh mengenai proses evolusi dari RNA ke bentuk kehidupan yang lebih kompleks, Lambowitz dan Paul Paukstelis, dibutuhkan untuk bisa melihat bagaimana protein yang dipunyai fungus bekerja. Itu adalah dimana tim dari Barbara Golden bergabung dalam usaha mengkristalisasikan molekul di Fasilitas Kristaliasi Macromolecular Purdue.

"Nyatanya, kita tidak bisa melihat proses pergerakan dari RNA ke RNA dan protein, dan kemudian ke DNA tanpa sebuah mesin waktu," Kata Golden. "Tetapi dengan menggunakan Protein Fungus ini, kita dapat melihat proses tsb muncul di kehidupan modern."

Dengan melihat ke kristal, para ilmuwan melihat 2 hal, kata Golden. Pertama adalah protein ini menggunakan 2 permukaan molekular yang sangat berbeda untuk melakukan 2 peran nya. Yang kedua adalah kelihatannya protein melakukan pekerjaan yang sama seperti RNA kerjakan di organism sederhana lainnya.

"Struktur kristal menyediakan sebuah gambaran dari bagaimana, selama proses evolusi, molekul protein muncul untuk membantu molekul RNA di dalam fungsi biologikal mereka dan memikul peran dari RNA sebelumnnya," Kata GOlden.

Sebelum proses kristalisasi, Lambowitz, Paukstelis, dan tim penelitian mereka, terlibat dalam sebuah projek jangka panjang untuk mempelajari fungsi dari protein celular dasar dan fosil evolusi lainnya dari fungus. Pada awal pekerjaan, para ilmuwan mempelajari sebuah perbedaan protein yang ditunjukkan bagaimana proses biochemical bisa memproses dari sebuah dunia yang berisi RNA dan protein menjadi DNA.

Protein, seperti yang ditemukan di fungus, telah beradaptasi untuk mengambil alih beberapa pekerjaan reaksi kimian dari molekul RNA di dalam sel. Protein menstabilisasi molekul RNA -yang disebut intron- jadi RNA bisa memotong material genetis yang tidak berfungsi dan menyambung bersama ujung dari sebuah functional gene.

"Molekul RNA di studi kami bisa melakukan sebuah reaksi kimia secara spesifik ke dirinya sendiri, tetapi hal tsb membutuhkan sebuah protein untuk reaksin ini agar efisien," Kata Paukstelis.

Informasi sains basic ini secara bertahap bisa mengarah ke aplikasi klinis.

"Pekerjaan ini mempunyai aplikasi potensial dalam pengembangan dari obat antifungal untuk melawan pathogen yang berbahaya; itu adalah langkah berikutnya,: Kata lambowitz. "Lainnya adalah untuk memproduksi struktur yang lebih detail, jadi kita bisa mengerti reaksi kimia jaman dulu."

Golden dan Lambowitz adalah penulis senior dari laporan tsb. Golden adalah member dari Markey Center untuk Structural Biology and Purdue Cancer Center.