Por que nossas células envelhecem? Parte da resposta está escondida no extremo de nossos cromossomos, onde se encontram os telômeros.
Essas pequenas estruturas atuam como capas protetoras: elas impedem que nosso DNA seja danificado quando as células se dividem. Mas a cada divisão, os telômeros encurtam um pouco. Quando ficam muito curtos, a célula perde sua capacidade de funcionar corretamente, o que está ligado ao envelhecimento e a várias doenças, incluindo alguns tipos de câncer.
Para retardar esse processo, as células possuem uma ferramenta crucial: a telomerase. Essa enzima tem o papel de reparar e alongar os telômeros, contribuindo assim para manter a saúde das células. Compreender melhor seu funcionamento é, portanto, uma questão importante para a pesquisa sobre o envelhecimento.
Em um estudo publicado na revista
Science, Cryo-electron microscopy structure of the budding yeast telomerase holoenzyme uma equipe internacional de pesquisadores composta por Raymund Wellinger, professor-pesquisador da FMSS da Universidade de Sherbrooke, Pascal Chartrand, professor da Universidade de Montreal e Thi Hoang Duong Nguyen, do Laboratory of Molecular Biology conseguiu um feito: identificar pela primeira vez a estrutura atômica da telomerase da levedura. Se esse organismo pode parecer distante do humano, ele é, no entanto, um modelo de escolha em biologia, porque muitos mecanismos fundamentais são semelhantes aos nossos.
Graças a uma tecnologia de imagem de ponta, a equipe de pesquisadores descobriu que a telomerase da levedura tem uma estrutura arquitetônica muito complexa. Em seu centro está um longo pedaço de RNA que atua como um andaime, mantendo juntas muitas proteínas. Algumas fazem parte do núcleo central muito estável, essencial para a atividade da enzima, enquanto outras estão ligadas de maneira mais flexível, o que confere ao conjunto uma grande flexibilidade.
Além das descobertas sobre o papel do RNA, os resultados do estudo destacam que a proteína Est3, um pequeno fator específico da telomerase e pouco conhecido até agora, desempenha um papel central como plataforma de interações proteína-proteína, estabilizando toda a telomerase. A perturbação das interações de Est3 com outros fatores como Est2 e Pop1 resulta em um encurtamento dos telômeros e um envelhecimento acelerado das células, demonstrando a importância funcional desses contatos. A estrutura também confirma que Est3 é um homólogo estrutural de uma proteína telomérica humana que faz parte dos telômeros.
Finalmente, um subcomplexo de três proteínas chamadas Pop1/6/7 e que é compartilhado com enzimas de maturação de RNA, facilita a associação de três proteínas essenciais para as funções da telomerase por meio de interações combinadas RNA-proteína. De forma notável, a equipe de pesquisadores identificou um loop específico de Pop1 necessário para a manutenção dos telômeros, mas dispensável para a maturação de RNA, demonstrando que Pop1 é uma verdadeira subunidade da telomerase dotada de uma função específica para os telômeros.
Além da levedura, esses resultados permitem entender melhor como a telomerase se monta e funciona, mesmo quando se baseia em um longo RNA flexível e complexo. Esses princípios descobertos poderiam se aplicar à telomerase de outras espécies, mas também a outras estruturas celulares contendo longas moléculas de RNA. O estudo mostra finalmente como, ao longo da evolução, diferentes formas de organização emergiram de acordo com as espécies, mantendo ainda uma função essencial: proteger o DNA e garantir o bom funcionamento das células, uma questão central do envelhecimento e das doenças a ele associadas.
Fonte: Universidade de Sherbrooke