Wiki FKKT - User contributions [en]

Heterogenost in funkcionalna specializacija ribosomov

2025-04-21T17:14:02Z

HVozelj:

=Uvod=
Ribosom je makromolekularni kompleks, sestavljen iz več podenot. Ima ključno vlogo pri translaciji mRNA v proteine, kar je natančno reguliran proces. Ribosomi so dolgo časa veljali za pasivne izvajalce translacije, vendar je odkritje strukturno različnih ribosomov znotraj iste celične populacije sprožilo vprašanja o funkcionalnih posledicah te heterogenosti ter možnosti obstoja dodatnih plasti regulacije translacije. Vendar pa heterogenost ne pomeni nujno tudi njihove specializacije. Specializirani ribosomi so definirani kot ribosomi s specifičnimi strukturnimi značilnostmi, ki omogočajo drugačen vpliv na translacijo določenih mRNA, pogosto kot odziv na zunanje stresne dejavnike. Čeprav je bilo zabeleženih veliko primerov ribosomske heterogenosti, ostaja eksperimentalnih dokazov za funkcionalno specializacijo razmeroma malo. Težava je namreč v opredeljevanju specializacije, ker odpira številna metodološka in konceptualna vprašanja. Za razumevanje prehoda od heterogenosti k specializaciji ribosomov je ključno razjasniti njihov evolucijski izvor, mehanizme regulacije ter vpliv okoljskih dejavnikov. Intracelularna heterogenost se nanaša na razmerje med kanoničnimi in heterogenimi ribosomi znotraj ene celice ali celic istega tipa pri določenih pogojih in kako se to razmerje spreminja kot odgovor na spremembo pogojev, kot so oksidativni stres, virusne okužbe, abiotski stres ali staranje. Ob tem se pojavljajo tudi vprašanja, kot na primer, ali obstaja prag, pri katerem heterogeni ribosomi pridobijo lastnosti specializiranih, in ali je specializacija sorazmerna z razmerjem med kanoničnimi in heterogenimi ribosomi. Intercelularna heterogenost pa se prav tako nanaša na razmerje med kanoničnimi in heterogenimi ribosomi, vendar med različnimi celicami in tkivi. Je bolj kompleksna oblika heterogenosti, saj je opazovana v različnih tipih tkiv pod različnimi pogoji [1].
=Heterogenost ribosomov=
Evkariontski ribosom je velik in kompleksno zgrajen stroj, ki ga sestavljajo rRNA in ribosomski proteini (RP-ji). Biogeneza ribosomov, ki poteka v jedrcu in citoplazmi, vključuje vrsto natančno koordiniranih procesov, kar omogoča nastanek raznolikih ribosomov [1,2]. 
Variacije v sestavi vključujejo:
*paraloge ribosomskih proteinov,
*različne ribosomske proteine
*spremenjeno stehiometrijo/nestandardna razmerja ribosomskih proteinov,
*posttranslacijske modifikacije ribosomskih proteinov,
*različne tipe rRNA,
*modifikacije rRNA,
*različne z ribosomi asociirani proteine.
Heterogenost v sestavi ribosomov vpliva na interakcije s specifičnimi značilnostmi na mRNA, kot so cis-aktivni elementi, npr. 5'-UTR regije, notranja vezavna mesta za ribosome (IRES) ali modifikacije RNA. Poleg tega imajo lahko določeni RP-ji tudi dodatno vlogo pri vezavi regulatorjev translacije ali RNA-vezavnih proteinov, ki lahko vplivajo na mRNA-ribosomske interakcije ter posledično spodbujajo oz. zavirajo iniciacijo translacije. Heterogeni ribosomi tako raje 'izbirajo' določene mRNA in jih bolj ali manj učinkovito prevedejo v proteine. Pomembno je ponoviti, da heterogenost sestave ribosomov sicer omogoča specializacijo in je zanjo tudi nujna, a sama prisotnost heterogenosti, še ne zagotavlja specializacije [1,2].
==Tipi ribosomske RNA==
Najbolj znani primer heterogenosti na ravni rRNA izvira iz plazmodija (parazita, ki povzroča malarijo), ki izraža tri različne oblike rRNA glede na različne faze življenjskega cikla, v katerem se nahaja. Plazmodij se od ostalih evkariontov razlikuje po tem, da namesto več 100 tandemskih ponovitev rDNA, vsebuje le 4-8 enojnih kopij rDNA, ki so razporejene po več različnih kromosomih. Tako obstaja več različnih vrst genov, ki so strukturno specifični, kar plazmodiju omogoča tvorbo po sestavi različnih ribosomov in posledično boljšo prilagoditev na različne gostitelje [2].
==Modifikacije ribosomske RNA==
Najpogostejši modifikaciji sta 2’-O-metilacija (metilacija riboze) in psevdouridinilacija (izomerizacija uridina v psevdouridin), ki jih usmerjajo snoRNA. Večinoma so modifikacije skoncentrirane v ohranjenih regijah, kar nakazuje pomembno vlogo pri vzdrževanju strukture in funkcije ribosoma. Rezultati študij namreč kažejo, da je spremenjen vzorec modifikacij povzročil vgrajevanje napačnih aminokislin, prizadeto translacijo preko IRES-ov (notranjih vstopnih mest za ribosome) in pogostejših premikov bralnih okvirjev. Skupno to predstavlja zmanjšano stopnjo natančnosti ribosomov pri translaciji [2].
=Mehanizmi regulacije=
==Regulacija prek specifične asociacije specializiranega ribosoma in uORF==
Več kot polovica vseh mRNA v rastlinah in živalih vsebuje navzgor od glavnega odprtega bralnega okvirja (ORF) prisotne ORF, ki nadzorujejo translacijo glavnega ORF te mRNA. To so kratki ORF, ki lahko sodelujejo kot senzorji metabolitov, upočasnjevalci translacije ali promotorji prekinitve translacije. Lahko je prisotna dodatna afiniteta za določene ORF ali pa počasnejše branje zaradi modifikacije ribosoma pripelje do boljšega prepoznavanja terminacijskih regij na ORF. Celoten mehanizem torej sila spominja na atenuacijo prepisovanja mRNA [1]. Specializirani ribosomi se lahko različno odzovejo na te ORF in tako dodatno regulirajo transkripcijo. Najbolj raziskan primer take interakcije je pri herpesvirusu povezanim s Kaposijevem sarkomom, ki povzroča večjo asociacijo BUD23 z ribosomom, ki v pozni litični fazi promovira nastanek strukturnih proteinov virusa, ravno zaradi predvidenih interakcij med BUD23 in navzgorležečimi ORF [3]. Prav virusi so zaradi odvisnosti od translacijski sposobnosti njihovega gostitelja dobra tarča za raziskovanje specializiranih ribosomov. Potrebujejo namreč mehanizme, da zagotovijo, da translacija njihovih mRNA prevladuje nad gostiteljskimi. Prek direktnih modifikacij RP-jev ali vključitvijo paralog RP-jev lahko virusi zagotovijo preferenčno translacijo transkriptov brez m7G kape, ki vsebujejo interna mesta za vstop ribosomov (IRES) [1].
==Stehiometrija ribosomskih proteinov==
Desetletja je veljalo, da imajo ribosomi stalno in natančno določeno stehiometrijo ribosomskih proteinov (RP), kar pomeni, da so vsi ribosomi sestavljeni iz enakih količin istih proteinov. Vendar so sodobne kvantitativne metode, ki omogočajo natančno merjenje ravni posameznih RP pokazale, da v resnici obstaja raznolikost v njihovi stehiometriji. Ta spremenljiva stehiometrija RP odraža ribosomsko heterogenost znotraj celic in lahko vpliva na razmerje med hitrostjo iniciacije in elongacije translacije [4].
Ribosomi, katerih sestava omogoča višje razmerje med hitrostjo iniciacije in elongacije, so učinkovitejši pri prevajanju mRNA. Pogosteje jih najdemo v polisomih, kjer več ribosomov hkrati prevaja isto mRNA. Nasprotno pa ribosomi z drugačno stehiometrijo RP omogočajo nižjo stopnjo iniciacije in se pogosteje pojavljajo kot monosomi – posamezni ribosomi, vezani na mRNA. Ti podatki dokazujejo, da sestava ribosoma pomembno vpliva na mehanizem in učinkovitost translacije ter določa, ali se ribosom nahaja v polisomu ali kot monosom [4].
==Iniciacijski faktorji==
Iniciacija translacije predstavlja ključen korak v procesu izražanja genov. Vključuje številne iniciacijske faktorje, ki sodelujejo pri rekrutaciji ribosoma in prepoznavanju začetnega kodona na mRNA. Pri evkariontih ti iniciacijski faktorji pogosto obstajajo v obliki paralogov ali izoform, ki imajo lahko različno afiniteto do specifičnih mRNA in tako vplivajo na učinkovitost in specifičnost translacije. S tem postaja razumevanje regulacije translacije bolj kompleksno, saj poleg že znane variabilnosti v sestavi RP in njenega vpliva na hitrost in selektivnost translacije, translacijo regulira tudi heterogenost iniciacijskih faktorjev [1].
Primer tega so različni paralogi iniciacijskega faktorja eIF4G, ki je del kompleksa iniciacijskih faktorjev eIF4F, odgovornega za vezavo na m7G kapo mRNA. Poseben je eIF4G2, ki lahko povzroča t.i. 'leaky scanning' preko uORF ali pa omogoča ponovno iniciacijo na glavnih kodirajočih zaporedjih, s čimer vpliva na to, kateri ORF se prevajajo [1].
Te ugotovitve kažejo na nove koncepte specializacije in odpirajo vprašanja, ali ribosomska heterogenost in heterogenost iniciacijskih faktorjev mehanistično delujeta povezano. Možna orodja za raziskovanje teh povezav vključujejo XL-MS (angl. cross-linking mass spectroscopy), kar bi prispevalo k boljšemu razumevanju, ali heterogenost translacijskega aparata vodi do funkcionalno specializiranih ribosomov [1].
==rancRNA==
Poleg neposrednih interakcij med proteini, ribosomi sodelujejo tudi s skupino nekodirajočih RNA (ncRNA), ki jih imenujemo z ribosomom asociirane ncRNA (rancRNA). V zadnjem letu so te molekule postale prepoznane kot pomembni modulatorji translacije v vseh domenah življenja – bakterijah, arhejah, evkariontih. Mnoge rancRNA so produkti obdelave večjih funkcionalnih RNA, kot so mRNA, tRNA ali snoRNA. Glede na nastanek, dolžino in način delovanja predstavljajo zelo raznoliko skupino molekul. Čeprav same ne služijo kot načrt za izdelavo proteinov, imajo sposobnost vplivanja na učinkovitost ali specifičnost translacije proteinov ob interakciji z ribosomi. Medtem ko nekatere zavirajo biosintezo proteinov na fazi iniciacije ali elongacije s tekmovanjem s tRNA ali mRNA za vezavo na ribosome, druge celo spodbujajo translacijo. Kljub številnim razlikam med molekulami rancRNA se domneva, da vse služijo istemu namenu: pomagati celicam, da na hiter in energetsko ugoden način premagajo stresne pogoje. Že pridobljeno znanje odpira nova vprašanja o mehanizmu delovanja rancRNA, ki trenutno še ni podrobno opisan. Prav tako pa v tem trenutku še ni jasno, ali oz. kako se regulira izražanje rancRNA na ravni transkripcije ali posttranslacijskh modifikacij ter kakšna je vloga proteinov, ki se vežejo nanjo [1,5].
=Izzivi v preiskovanju specializiranih ribosomov=
Kljub nekaterim že odkritim mehanizmom delovanja specializiranih ribosomov, je ta svet še vedno zelo neraziskan. Razlog predvsem izvira iz omejitev, ki karakterizirajo metode, s katerimi preiskujemo ribosome in njihovo delovanje. Poglavitna težava, s katero se soočajo raziskovalci, je majhna populacija specializiranih ribosomov v celici. Specializiranih ribosomov ne moremo preprosto proizvesti, saj modelne celice, ki jih gojimo in vitro rastejo prehitro in prioritizirajo masovno biogenezo ribosomov, kot pa počasno tvorbo diferenciiranih ribosomskih populacij. Primerne metode so zato tiste, ki so dovolj občutljive, da z njimi analiziramo le nekaj delcev kot so krioelektronska mikroskopija, merjenje resonančnega prenosa energije preko fluorescence in mikroskopiranje na atomsko silo. Predvsem oviro predstavlja, da preiskujemo izjemno male spremembe v zelo veliki strukturi, torej moramo uporabljati metode s primerno ločljivostjo. Menjava paralogov ribosomskega proteina, še posebej če se ta razlikujeta le v neki fleksibilni regiji, nam zelo oteži povezavo strukture in funkcije ribosoma. Dodatna prepreka je centralen pomen ribosomov pri življenju celice, torej lahko uporaba drugačne ekspresije gena za ribosomski protein, recimo izbitje gena, vodi do fenotipa, ki sploh ni primerljiv s fiziološkim stanjem, saj se spremeni globalna raven translacije. Težave in prepreke nastajajo tudi v preiskovanju rRNA, navadno uporabljamo metodo sekvenciranja preko nanopor, a ta večkrat ni dovolj natančna, da zazna majhne spremembe v modifikacijah, kot so metilacije. Vse te strukturne podatke je težko povezati s funkcijo, saj se z ribosomom asociira toliko različnih molekul, hkrati pa je izolacija asociiranih kompleksov zelo zahtevna [1].
=Zaključek=
Specializirani ribosomi, kljub dokazom o njihovi heterogenosti, še vedno predstavljajo izziv za raziskave zaradi metodoloških omejitev. Njihova vloga v translacijski regulaciji, odzivu na stres in patogene procese jih naredi ključne za razumevanje celičnih mehanizmov in razvoj terapij. Nadaljnje študije bodo zahtevale inovativne metode, da razrešijo vprašanja o njihovi specializaciji. Raziskave ne bodo le razširile znanja, temveč tudi spodbudile napredek v analiznih tehnikah, kar bo koristilo tako osnovni znanosti kot aplikativnim področjem [1].
=Viri=
1. Beavan, A. J. S. et al. Specialized ribosomes: integrating new insights and current challenges. Philos. Trans. R. Soc. B Biol. Sci. 380, 20230377 (2025). 
2. Guo, H. Specialized ribosomes and the control of translation. Biochem. Soc. Trans. 46, 855–869 (2018). 
3. Baxter, M. et al. Cardiac mitochondrial function depends on BUD23 mediated ribosome programming. eLife 9, e50705 (2020). 
4. Slavov, N., Semrau, S., Airoldi, E., Budnik, B. & van Oudenaarden, A. Differential Stoichiometry among Core Ribosomal Proteins. Cell Rep. 13, 865–873 (2015). 
5. Pecoraro, V., Rosina, A. & Polacek, N. Ribosome-Associated ncRNAs (rancRNAs) Adjust Translation and Shape Proteomes. Non-Coding RNA 8, 22 (2022).

[[Category:SEM]] [[Category:BMB]]

Heterogenost in funkcionalna specializacija ribosomov

2025-04-21T17:12:40Z

HVozelj:

=Uvod=
Ribosom je makromolekularni kompleks, sestavljen iz več podenot. Ima ključno vlogo pri translaciji mRNA v proteine, kar je natančno reguliran proces. Ribosomi so dolgo časa veljali za pasivne izvajalce translacije, vendar je odkritje strukturno različnih ribosomov znotraj iste celične populacije sprožilo vprašanja o funkcionalnih posledicah te heterogenosti ter možnosti obstoja dodatnih plasti regulacije translacije. Vendar pa heterogenost ne pomeni nujno tudi njihove specializacije. Specializirani ribosomi so definirani kot ribosomi s specifičnimi strukturnimi značilnostmi, ki omogočajo drugačen vpliv na translacijo določenih mRNA, pogosto kot odziv na zunanje stresne dejavnike. Čeprav je bilo zabeleženih veliko primerov ribosomske heterogenosti, ostaja eksperimentalnih dokazov za funkcionalno specializacijo razmeroma malo. Težava je namreč v opredeljevanju specializacije, ker odpira številna metodološka in konceptualna vprašanja. Za razumevanje prehoda od heterogenosti k specializaciji ribosomov je ključno razjasniti njihov evolucijski izvor, mehanizme regulacije ter vpliv okoljskih dejavnikov. Intracelularna heterogenost se nanaša na razmerje med kanoničnimi in heterogenimi ribosomi znotraj ene celice ali celic istega tipa pri določenih pogojih in kako se to razmerje spreminja kot odgovor na spremembo pogojev, kot so oksidativni stres, virusne okužbe, abiotski stres ali staranje. Ob tem se pojavljajo tudi vprašanja, kot na primer, ali obstaja prag, pri katerem heterogeni ribosomi pridobijo lastnosti specializiranih, in ali je specializacija sorazmerna z razmerjem med kanoničnimi in heterogenimi ribosomi. Intercelularna heterogenost pa se prav tako nanaša na razmerje med kanoničnimi in heterogenimi ribosomi, vendar med različnimi celicami in tkivi. Je bolj kompleksna oblika heterogenosti, saj je opazovana v različnih tipih tkiv pod različnimi pogoji [1].
=Heterogenost ribosomov=
Evkariontski ribosom je velik in kompleksno zgrajen stroj, ki ga sestavljajo rRNA in ribosomski proteini (RP-ji). Biogeneza ribosomov, ki poteka v jedrcu in citoplazmi, vključuje vrsto natančno koordiniranih procesov, kar omogoča nastanek raznolikih ribosomov [1,2]. 
Variacije v sestavi vključujejo:
*paraloge ribosomskih proteinov,
*različne ribosomske proteine
*spremenjeno stehiometrijo/nestandardna razmerja ribosomskih proteinov,
*posttranslacijske modifikacije ribosomskih proteinov,
*različne tipe rRNA,
*modifikacije rRNA,
*različne z ribosomi asociirani proteine.
Heterogenost v sestavi ribosomov vpliva na interakcije s specifičnimi značilnostmi na mRNA, kot so cis-aktivni elementi, npr. 5'-UTR regije, notranja vezavna mesta za ribosome (IRES) ali modifikacije RNA. Poleg tega imajo lahko določeni RP-ji tudi dodatno vlogo pri vezavi regulatorjev translacije ali RNA-vezavnih proteinov, ki lahko vplivajo na mRNA-ribosomske interakcije ter posledično spodbujajo oz. zavirajo iniciacijo translacije. Heterogeni ribosomi tako raje 'izbirajo' določene mRNA in jih bolj ali manj učinkovito prevedejo v proteine. Pomembno je ponoviti, da heterogenost sestave ribosomov sicer omogoča specializacijo in je zanjo tudi nujna, a sama prisotnost heterogenosti, še ne zagotavlja specializacije [1,2].
==Tipi ribosomske RNA==
Najbolj znani primer heterogenosti na ravni rRNA izvira iz plazmodija (parazita, ki povzroča malarijo), ki izraža tri različne oblike rRNA glede na različne faze življenjskega cikla, v katerem se nahaja. Plazmodij se od ostalih evkariontov razlikuje po tem, da namesto več 100 tandemskih ponovitev rDNA, vsebuje le 4-8 enojnih kopij rDNA, ki so razporejene po več različnih kromosomih. Tako obstaja več različnih vrst genov, ki so strukturno specifični, kar plazmodiju omogoča tvorbo po sestavi različnih ribosomov in posledično boljšo prilagoditev na različne gostitelje [2].
==Modifikacije ribosomske RNA==
Najpogostejši modifikaciji sta 2’-O-metilacija (metilacija riboze) in psevdouridinilacija (izomerizacija uridina v psevdouridin), ki jih usmerjajo snoRNA. Večinoma so modifikacije skoncentrirane v ohranjenih regijah, kar nakazuje pomembno vlogo pri vzdrževanju strukture in funkcije ribosoma. Rezultati študij namreč kažejo, da je spremenjen vzorec modifikacij povzročil vgrajevanje napačnih aminokislin, prizadeto translacijo preko IRES-ov (notranjih vstopnih mest za ribosome) in pogostejših premikov bralnih okvirjev. Skupno to predstavlja zmanjšano stopnjo natančnosti ribosomov pri translaciji [2].
=Mehanizmi regulacije=
==Regulacija prek specifične asociacije specializiranega ribosoma in uORF==
Več kot polovica vseh mRNA v rastlinah in živalih vsebuje navzgor od glavnega odprtega bralnega okvirja (ORF) prisotne ORF, ki nadzorujejo translacijo glavnega ORF te mRNA. To so kratki ORF, ki lahko sodelujejo kot senzorji metabolitov, upočasnjevalci translacije ali promotorji prekinitve translacije. Lahko je prisotna dodatna afiniteta za določene ORF ali pa počasnejše branje zaradi modifikacije ribosoma pripelje do boljšega prepoznavanja terminacijskih regij na ORF. Celoten mehanizem torej sila spominja na atenuacijo prepisovanja mRNA. Specializirani ribosomi se lahko različno odzovejo na te ORF in tako dodatno regulirajo transkripcijo. Najbolj raziskan primer take interakcije je pri herpesvirusu povezanim s Kaposijevem sarkomom, ki povzroča večjo asociacijo BUD23 z ribosomom, ki v pozni litični fazi promovira nastanek strukturnih proteinov virusa, ravno zaradi predvidenih interakcij med BUD23 in navzgorležečimi ORF [3]. Prav virusi so zaradi odvisnosti od translacijski sposobnosti njihovega gostitelja dobra tarča za raziskovanje specializiranih ribosomov. Potrebujejo namreč mehanizme, da zagotovijo, da translacija njihovih mRNA prevladuje nad gostiteljskimi. Prek direktnih modifikacij RP-jev ali vključitvijo paralog RP-jev lahko virusi zagotovijo preferenčno translacijo transkriptov brez m7G kape, ki vsebujejo interna mesta za vstop ribosomov (IRES) [1].
==Stehiometrija ribosomskih proteinov==
Desetletja je veljalo, da imajo ribosomi stalno in natančno določeno stehiometrijo ribosomskih proteinov (RP), kar pomeni, da so vsi ribosomi sestavljeni iz enakih količin istih proteinov. Vendar so sodobne kvantitativne metode, ki omogočajo natančno merjenje ravni posameznih RP pokazale, da v resnici obstaja raznolikost v njihovi stehiometriji. Ta spremenljiva stehiometrija RP odraža ribosomsko heterogenost znotraj celic in lahko vpliva na razmerje med hitrostjo iniciacije in elongacije translacije [4].
Ribosomi, katerih sestava omogoča višje razmerje med hitrostjo iniciacije in elongacije, so učinkovitejši pri prevajanju mRNA. Pogosteje jih najdemo v polisomih, kjer več ribosomov hkrati prevaja isto mRNA. Nasprotno pa ribosomi z drugačno stehiometrijo RP omogočajo nižjo stopnjo iniciacije in se pogosteje pojavljajo kot monosomi – posamezni ribosomi, vezani na mRNA. Ti podatki dokazujejo, da sestava ribosoma pomembno vpliva na mehanizem in učinkovitost translacije ter določa, ali se ribosom nahaja v polisomu ali kot monosom [4].
==Iniciacijski faktorji==
Iniciacija translacije predstavlja ključen korak v procesu izražanja genov. Vključuje številne iniciacijske faktorje, ki sodelujejo pri rekrutaciji ribosoma in prepoznavanju začetnega kodona na mRNA. Pri evkariontih ti iniciacijski faktorji pogosto obstajajo v obliki paralogov ali izoform, ki imajo lahko različno afiniteto do specifičnih mRNA in tako vplivajo na učinkovitost in specifičnost translacije. S tem postaja razumevanje regulacije translacije bolj kompleksno, saj poleg že znane variabilnosti v sestavi RP in njenega vpliva na hitrost in selektivnost translacije, translacijo regulira tudi heterogenost iniciacijskih faktorjev [1].
Primer tega so različni paralogi iniciacijskega faktorja eIF4G, ki je del kompleksa iniciacijskih faktorjev eIF4F, odgovornega za vezavo na m7G kapo mRNA. Poseben je eIF4G2, ki lahko povzroča t.i. 'leaky scanning' preko uORF ali pa omogoča ponovno iniciacijo na glavnih kodirajočih zaporedjih, s čimer vpliva na to, kateri ORF se prevajajo [1].
Te ugotovitve kažejo na nove koncepte specializacije in odpirajo vprašanja, ali ribosomska heterogenost in heterogenost iniciacijskih faktorjev mehanistično delujeta povezano. Možna orodja za raziskovanje teh povezav vključujejo XL-MS (angl. cross-linking mass spectroscopy), kar bi prispevalo k boljšemu razumevanju, ali heterogenost translacijskega aparata vodi do funkcionalno specializiranih ribosomov [1].
==rancRNA==
Poleg neposrednih interakcij med proteini, ribosomi sodelujejo tudi s skupino nekodirajočih RNA (ncRNA), ki jih imenujemo z ribosomom asociirane ncRNA (rancRNA). V zadnjem letu so te molekule postale prepoznane kot pomembni modulatorji translacije v vseh domenah življenja – bakterijah, arhejah, evkariontih. Mnoge rancRNA so produkti obdelave večjih funkcionalnih RNA, kot so mRNA, tRNA ali snoRNA. Glede na nastanek, dolžino in način delovanja predstavljajo zelo raznoliko skupino molekul. Čeprav same ne služijo kot načrt za izdelavo proteinov, imajo sposobnost vplivanja na učinkovitost ali specifičnost translacije proteinov ob interakciji z ribosomi. Medtem ko nekatere zavirajo biosintezo proteinov na fazi iniciacije ali elongacije s tekmovanjem s tRNA ali mRNA za vezavo na ribosome, druge celo spodbujajo translacijo. Kljub številnim razlikam med molekulami rancRNA se domneva, da vse služijo istemu namenu: pomagati celicam, da na hiter in energetsko ugoden način premagajo stresne pogoje. Že pridobljeno znanje odpira nova vprašanja o mehanizmu delovanja rancRNA, ki trenutno še ni podrobno opisan. Prav tako pa v tem trenutku še ni jasno, ali oz. kako se regulira izražanje rancRNA na ravni transkripcije ali posttranslacijskh modifikacij ter kakšna je vloga proteinov, ki se vežejo nanjo [1,5].
=Izzivi v preiskovanju specializiranih ribosomov=
Kljub nekaterim že odkritim mehanizmom delovanja specializiranih ribosomov, je ta svet še vedno zelo neraziskan. Razlog predvsem izvira iz omejitev, ki karakterizirajo metode, s katerimi preiskujemo ribosome in njihovo delovanje. Poglavitna težava, s katero se soočajo raziskovalci, je majhna populacija specializiranih ribosomov v celici. Specializiranih ribosomov ne moremo preprosto proizvesti, saj modelne celice, ki jih gojimo in vitro rastejo prehitro in prioritizirajo masovno biogenezo ribosomov, kot pa počasno tvorbo diferenciiranih ribosomskih populacij. Primerne metode so zato tiste, ki so dovolj občutljive, da z njimi analiziramo le nekaj delcev kot so krioelektronska mikroskopija, merjenje resonančnega prenosa energije preko fluorescence in mikroskopiranje na atomsko silo. Predvsem oviro predstavlja, da preiskujemo izjemno male spremembe v zelo veliki strukturi, torej moramo uporabljati metode s primerno ločljivostjo. Menjava paralogov ribosomskega proteina, še posebej če se ta razlikujeta le v neki fleksibilni regiji, nam zelo oteži povezavo strukture in funkcije ribosoma. Dodatna prepreka je centralen pomen ribosomov pri življenju celice, torej lahko uporaba drugačne ekspresije gena za ribosomski protein, recimo izbitje gena, vodi do fenotipa, ki sploh ni primerljiv s fiziološkim stanjem, saj se spremeni globalna raven translacije. Težave in prepreke nastajajo tudi v preiskovanju rRNA, navadno uporabljamo metodo sekvenciranja preko nanopor, a ta večkrat ni dovolj natančna, da zazna majhne spremembe v modifikacijah, kot so metilacije. Vse te strukturne podatke je težko povezati s funkcijo, saj se z ribosomom asociira toliko različnih molekul, hkrati pa je izolacija asociiranih kompleksov zelo zahtevna [1].
=Zaključek=
Specializirani ribosomi, kljub dokazom o njihovi heterogenosti, še vedno predstavljajo izziv za raziskave zaradi metodoloških omejitev. Njihova vloga v translacijski regulaciji, odzivu na stres in patogene procese jih naredi ključne za razumevanje celičnih mehanizmov in razvoj terapij. Nadaljnje študije bodo zahtevale inovativne metode, da razrešijo vprašanja o njihovi specializaciji. Raziskave ne bodo le razširile znanja, temveč tudi spodbudile napredek v analiznih tehnikah, kar bo koristilo tako osnovni znanosti kot aplikativnim področjem [1].
=Viri=
1. Beavan, A. J. S. et al. Specialized ribosomes: integrating new insights and current challenges. Philos. Trans. R. Soc. B Biol. Sci. 380, 20230377 (2025). 
2. Guo, H. Specialized ribosomes and the control of translation. Biochem. Soc. Trans. 46, 855–869 (2018). 
3. Baxter, M. et al. Cardiac mitochondrial function depends on BUD23 mediated ribosome programming. eLife 9, e50705 (2020). 
4. Slavov, N., Semrau, S., Airoldi, E., Budnik, B. & van Oudenaarden, A. Differential Stoichiometry among Core Ribosomal Proteins. Cell Rep. 13, 865–873 (2015). 
5. Pecoraro, V., Rosina, A. & Polacek, N. Ribosome-Associated ncRNAs (rancRNAs) Adjust Translation and Shape Proteomes. Non-Coding RNA 8, 22 (2022).

[[Category:SEM]] [[Category:BMB]]

Talk:Heterogenost in funkcionalna specializacija ribosomov

2025-04-21T17:08:22Z

HVozelj: Created page with "Art Špegel: regulacija prek specifične asociacije specializiranega ribosoma in uORF, izzivi v preiskovanju specializiranih ribosomov, zaključek Taja Tepuš: uvod, stehiometrija ribosomskih proteinov, iniciacijski faktorji Hana Vozelj: heterogenost ribosomov, rancRNA"

Art Špegel: regulacija prek specifične asociacije specializiranega ribosoma in uORF, izzivi v preiskovanju specializiranih ribosomov, zaključek

Taja Tepuš: uvod, stehiometrija ribosomskih proteinov, iniciacijski faktorji

Hana Vozelj: heterogenost ribosomov, rancRNA

Heterogenost in funkcionalna specializacija ribosomov

2025-04-21T17:04:33Z

HVozelj:

=Uvod=
Ribosom je makromolekularni kompleks, sestavljen iz več podenot. Ima ključno vlogo pri translaciji mRNA v proteine, kar je natančno reguliran proces. Ribosomi so dolgo časa veljali za pasivne izvajalce translacije, vendar je odkritje strukturno različnih ribosomov znotraj iste celične populacije sprožilo vprašanja o funkcionalnih posledicah te heterogenosti ter možnosti obstoja dodatnih plasti regulacije translacije. Vendar pa heterogenost ne pomeni nujno tudi njihove specializacije. Specializirani ribosomi so definirani kot ribosomi s specifičnimi strukturnimi značilnostmi, ki omogočajo drugačen vpliv na translacijo določenih mRNA, pogosto kot odziv na zunanje stresne dejavnike. Čeprav je bilo zabeleženih veliko primerov ribosomske heterogenosti, ostaja eksperimentalnih dokazov za funkcionalno specializacijo razmeroma malo. Težava je namreč v opredeljevanju specializacije, ker odpira številna metodološka in konceptualna vprašanja. Za razumevanje prehoda od heterogenosti k specializaciji ribosomov je ključno razjasniti njihov evolucijski izvor, mehanizme regulacije ter vpliv okoljskih dejavnikov. Intracelularna heterogenost se nanaša na razmerje med kanoničnimi in heterogenimi ribosomi znotraj ene celice ali celic istega tipa pri določenih pogojih in kako se to razmerje spreminja kot odgovor na spremembo pogojev, kot so oksidativni stres, virusne okužbe, abiotski stres ali staranje. Ob tem se pojavljajo tudi vprašanja, kot na primer, ali obstaja prag, pri katerem heterogeni ribosomi pridobijo lastnosti specializiranih, in ali je specializacija sorazmerna z razmerjem med kanoničnimi in heterogenimi ribosomi. Intercelularna heterogenost pa se prav tako nanaša na razmerje med kanoničnimi in heterogenimi ribosomi, vendar med različnimi celicami in tkivi. Je bolj kompleksna oblika heterogenosti, saj je opazovana v različnih tipih tkiv pod različnimi pogoji [1].
=Heterogenost ribosomov=
Evkariontski ribosom je velik in kompleksno zgrajen stroj, ki ga sestavljajo rRNA in ribosomski proteini (RP-ji). Biogeneza ribosomov, ki poteka v jedrcu in citoplazmi, vključuje vrsto natančno koordiniranih procesov, kar omogoča nastanek raznolikih ribosomov [1,2]. 
Variacije v sestavi vključujejo:
*paraloge ribosomskih proteinov,
*različne ribosomske proteine
*spremenjeno stehiometrijo/nestandardna razmerja ribosomskih proteinov,
*posttranslacijske modifikacije ribosomskih proteinov,
*različne tipe rRNA,
*modifikacije rRNA,
*različne z ribosomi asociirani proteine.
Heterogenost v sestavi ribosomov vpliva na interakcije s specifičnimi značilnostmi na mRNA, kot so cis-aktivni elementi, npr. 5'-UTR regije, notranja vezavna mesta za ribosome (IRES) ali modifikacije RNA. Poleg tega imajo lahko določeni RP-ji tudi dodatno vlogo pri vezavi regulatorjev translacije ali RNA-vezavnih proteinov, ki lahko vplivajo na mRNA-ribosomske interakcije ter posledično spodbujajo oz. zavirajo iniciacijo translacije. Heterogeni ribosomi tako raje 'izbirajo' določene mRNA in jih bolj ali manj učinkovito prevedejo v proteine. Pomembno je ponoviti, da heterogenost sestave ribosomov sicer omogoča specializacijo in je zanjo tudi nujna, a sama prisotnost heterogenosti, še ne zagotavlja specializacije [1,2].
==Tipi ribosomske RNA==
Najbolj znani primer heterogenosti na ravni rRNA izvira iz plazmodija (parazita, ki povzroča malarijo), ki izraža tri različne oblike rRNA glede na različne faze življenjskega cikla, v katerem se nahaja. Plazmodij se od ostalih evkariontov razlikuje po tem, da namesto več 100 tandemskih ponovitev rDNA, vsebuje le 4-8 enojnih kopij rDNA, ki so razporejene po več različnih kromosomih. Tako obstaja več različnih vrst genov, ki so strukturno specifični, kar plazmodiju omogoča tvorbo po sestavi različnih ribosomov in posledično boljšo prilagoditev na različne gostitelje [2].
==Modifikacije ribosomske RNA==
Najpogostejši modifikaciji sta 2’-O-metilacija (metilacija riboze) in psevdouridinilacija (izomerizacija uridina v psevdouridin), ki jih usmerjajo snoRNA. Večinoma so modifikacije skoncentrirane v ohranjenih regijah, kar nakazuje pomembno vlogo pri vzdrževanju strukture in funkcije ribosoma. Rezultati študij namreč kažejo, da je spremenjen vzorec modifikacij povzročil vgrajevanje napačnih aminokislin, prizadeto translacijo preko IRES-ov (notranjih vstopnih mest za ribosome) in pogostejših premikov bralnih okvirjev. Skupno to predstavlja zmanjšano stopnjo natančnosti ribosomov pri translaciji [2].
=Mehanizmi regulacije=
==Regulacija prek specifične asociacije specializiranega ribosoma in uORF==
Več kot polovica vseh mRNA v rastlinah in živalih vsebuje navzgor od glavnega odprtega bralnega okvirja (ORF) prisotne ORF, ki nadzorujejo translacijo glavnega ORF te mRNA. To so kratki ORF, ki lahko sodelujejo kot senzorji metabolitov, upočasnjevalci translacije ali promotorji prekinitve translacije. Lahko je prisotna dodatna afiniteta za določene ORF ali pa počasnejše branje zaradi modifikacije ribosoma pripelje do boljšega prepoznavanja terminacijskih regij na ORF. Celoten mehanizem torej sila spominja na atenuacijo prepisovanja mRNA. Specializirani ribosomi se lahko različno odzovejo na te ORF in tako dodatno regulirajo transkripcijo. Najbolj raziskan primer take interakcije je pri herpesvirusu povezanim s Kaposijevem sarkomom, ki povzroča večjo asociacijo BUD23 z ribosomom, ki v pozni litični fazi promovira nastanek strukturnih proteinov virusa, ravno zaradi predvidenih interakcij med BUD23 in navzgorležečimi ORF3. Prav virusi so zaradi odvisnosti od translacijski sposobnosti njihovega gostitelja dobra tarča za raziskovanje specializiranih ribosomov. Potrebujejo namreč mehanizme, da zagotovijo, da translacija njihovih mRNA prevladuje nad gostiteljskimi. Prek direktnih modifikacij RP-jev ali vključitvijo paralog RP-jev lahko virusi zagotovijo preferenčno translacijo transkriptov brez m7G kape, ki vsebujejo interna mesta za vstop ribosomov (IRES)[1].
==Stehiometrija ribosomskih proteinov==
Desetletja je veljalo, da imajo ribosomi stalno in natančno določeno stehiometrijo ribosomskih proteinov (RP), kar pomeni, da so vsi ribosomi sestavljeni iz enakih količin istih proteinov. Vendar so sodobne kvantitativne metode, ki omogočajo natančno merjenje ravni posameznih RP pokazale, da v resnici obstaja raznolikost v njihovi stehiometriji. Ta spremenljiva stehiometrija RP odraža ribosomsko heterogenost znotraj celic in lahko vpliva na razmerje med hitrostjo iniciacije in elongacije translacije [4].
Ribosomi, katerih sestava omogoča višje razmerje med hitrostjo iniciacije in elongacije, so učinkovitejši pri prevajanju mRNA. Pogosteje jih najdemo v polisomih, kjer več ribosomov hkrati prevaja isto mRNA. Nasprotno pa ribosomi z drugačno stehiometrijo RP omogočajo nižjo stopnjo iniciacije in se pogosteje pojavljajo kot monosomi – posamezni ribosomi, vezani na mRNA. Ti podatki dokazujejo, da sestava ribosoma pomembno vpliva na mehanizem in učinkovitost translacije ter določa, ali se ribosom nahaja v polisomu ali kot monosom [4].
==Iniciacijski faktorji==
Iniciacija translacije predstavlja ključen korak v procesu izražanja genov. Vključuje številne iniciacijske faktorje, ki sodelujejo pri rekrutaciji ribosoma in prepoznavanju začetnega kodona na mRNA. Pri evkariontih ti iniciacijski faktorji pogosto obstajajo v obliki paralogov ali izoform, ki imajo lahko različno afiniteto do specifičnih mRNA in tako vplivajo na učinkovitost in specifičnost translacije. S tem postaja razumevanje regulacije translacije bolj kompleksno, saj poleg že znane variabilnosti v sestavi RP in njenega vpliva na hitrost in selektivnost translacije, translacijo regulira tudi heterogenost iniciacijskih faktorjev [1].
Primer tega so različni paralogi iniciacijskega faktorja eIF4G, ki je del kompleksa iniciacijskih faktorjev eIF4F, odgovornega za vezavo na m7G kapo mRNA. Poseben je eIF4G2, ki lahko povzroča t.i. 'leaky scanning' preko uORF ali pa omogoča ponovno iniciacijo na glavnih kodirajočih zaporedjih, s čimer vpliva na to, kateri ORF se prevajajo [1].
Te ugotovitve kažejo na nove koncepte specializacije in odpirajo vprašanja, ali ribosomska heterogenost in heterogenost iniciacijskih faktorjev mehanistično delujeta povezano. Možna orodja za raziskovanje teh povezav vključujejo XL-MS (angl. cross-linking mass spectroscopy), kar bi prispevalo k boljšemu razumevanju, ali heterogenost translacijskega aparata vodi do funkcionalno specializiranih ribosomov [1].
==rancRNA==
Poleg neposrednih interakcij med proteini, ribosomi sodelujejo tudi s skupino nekodirajočih RNA (ncRNA), ki jih imenujemo z ribosomom asociirane ncRNA (rancRNA). V zadnjem letu so te molekule postale prepoznane kot pomembni modulatorji translacije v vseh domenah življenja – bakterijah, arhejah, evkariontih. Mnoge rancRNA so produkti obdelave večjih funkcionalnih RNA, kot so mRNA, tRNA ali snoRNA. Glede na nastanek, dolžino in način delovanja predstavljajo zelo raznoliko skupino molekul. Čeprav same ne služijo kot načrt za izdelavo proteinov, imajo sposobnost vplivanja na učinkovitost ali specifičnost translacije proteinov ob interakciji z ribosomi. Medtem ko nekatere zavirajo biosintezo proteinov na fazi iniciacije ali elongacije s tekmovanjem s tRNA ali mRNA za vezavo na ribosome, druge celo spodbujajo translacijo. Kljub številnim razlikam med molekulami rancRNA se domneva, da vse služijo istemu namenu: pomagati celicam, da na hiter in energetsko ugoden način premagajo stresne pogoje. Že pridobljeno znanje odpira nova vprašanja o mehanizmu delovanja rancRNA, ki trenutno še ni podrobno opisan. Prav tako pa v tem trenutku še ni jasno, ali oz. kako se regulira izražanje rancRNA na ravni transkripcije ali posttranslacijskh modifikacij ter kakšna je vloga proteinov, ki se vežejo nanjo [1,5].
=Izzivi v preiskovanju specializiranih ribosomov=
Kljub nekaterim že odkritim mehanizmom delovanja specializiranih ribosomov, je ta svet še vedno zelo neraziskan. Razlog predvsem izvira iz omejitev, ki karakterizirajo metode, s katerimi preiskujemo ribosome in njihovo delovanje. Poglavitna težava, s katero se soočajo raziskovalci, je majhna populacija specializiranih ribosomov v celici. Specializiranih ribosomov ne moremo preprosto proizvesti, saj modelne celice, ki jih gojimo in vitro rastejo prehitro in prioritizirajo masovno biogenezo ribosomov, kot pa počasno tvorbo diferenciiranih ribosomskih populacij. Primerne metode so zato tiste, ki so dovolj občutljive, da z njimi analiziramo le nekaj delcev kot so krioelektronska mikroskopija, merjenje resonančnega prenosa energije preko fluorescence in mikroskopiranje na atomsko silo. Predvsem oviro predstavlja, da preiskujemo izjemno male spremembe v zelo veliki strukturi, torej moramo uporabljati metode s primerno ločljivostjo. Menjava paralogov ribosomskega proteina, še posebej če se ta razlikujeta le v neki fleksibilni regiji, nam zelo oteži povezavo strukture in funkcije ribosoma. Dodatna prepreka je centralen pomen ribosomov pri življenju celice, torej lahko uporaba drugačne ekspresije gena za ribosomski protein, recimo izbitje gena, vodi do fenotipa, ki sploh ni primerljiv s fiziološkim stanjem, saj se spremeni globalna raven translacije. Težave in prepreke nastajajo tudi v preiskovanju rRNA, navadno uporabljamo metodo sekvenciranja preko nanopor, a ta večkrat ni dovolj natančna, da zazna majhne spremembe v modifikacijah, kot so metilacije. Vse te strukturne podatke je težko povezati s funkcijo, saj se z ribosomom asociira toliko različnih molekul, hkrati pa je izolacija asociiranih kompleksov zelo zahtevna [1].
=Zaključek=
Specializirani ribosomi, kljub dokazom o njihovi heterogenosti, še vedno predstavljajo izziv za raziskave zaradi metodoloških omejitev. Njihova vloga v translacijski regulaciji, odzivu na stres in patogene procese jih naredi ključne za razumevanje celičnih mehanizmov in razvoj terapij. Nadaljnje študije bodo zahtevale inovativne metode, da razrešijo vprašanja o njihovi specializaciji. Raziskave ne bodo le razširile znanja, temveč tudi spodbudile napredek v analiznih tehnikah, kar bo koristilo tako osnovni znanosti kot aplikativnim področjem [1].
=Viri=
1. Beavan, A. J. S. et al. Specialized ribosomes: integrating new insights and current challenges. Philos. Trans. R. Soc. B Biol. Sci. 380, 20230377 (2025). 
2. Guo, H. Specialized ribosomes and the control of translation. Biochem. Soc. Trans. 46, 855–869 (2018). 
3. Baxter, M. et al. Cardiac mitochondrial function depends on BUD23 mediated ribosome programming. eLife 9, e50705 (2020). 
4. Slavov, N., Semrau, S., Airoldi, E., Budnik, B. & van Oudenaarden, A. Differential Stoichiometry among Core Ribosomal Proteins. Cell Rep. 13, 865–873 (2015). 
5. Pecoraro, V., Rosina, A. & Polacek, N. Ribosome-Associated ncRNAs (rancRNAs) Adjust Translation and Shape Proteomes. Non-Coding RNA 8, 22 (2022).

[[Category:SEM]] [[Category:BMB]]

Heterogenost in funkcionalna specializacija ribosomov

2025-04-21T17:04:03Z

HVozelj:

=Uvod=
Ribosom je makromolekularni kompleks, sestavljen iz več podenot. Ima ključno vlogo pri translaciji mRNA v proteine, kar je natančno reguliran proces. Ribosomi so dolgo časa veljali za pasivne izvajalce translacije, vendar je odkritje strukturno različnih ribosomov znotraj iste celične populacije sprožilo vprašanja o funkcionalnih posledicah te heterogenosti ter možnosti obstoja dodatnih plasti regulacije translacije. Vendar pa heterogenost ne pomeni nujno tudi njihove specializacije. Specializirani ribosomi so definirani kot ribosomi s specifičnimi strukturnimi značilnostmi, ki omogočajo drugačen vpliv na translacijo določenih mRNA, pogosto kot odziv na zunanje stresne dejavnike. Čeprav je bilo zabeleženih veliko primerov ribosomske heterogenosti, ostaja eksperimentalnih dokazov za funkcionalno specializacijo razmeroma malo. Težava je namreč v opredeljevanju specializacije, ker odpira številna metodološka in konceptualna vprašanja. Za razumevanje prehoda od heterogenosti k specializaciji ribosomov je ključno razjasniti njihov evolucijski izvor, mehanizme regulacije ter vpliv okoljskih dejavnikov. Intracelularna heterogenost se nanaša na razmerje med kanoničnimi in heterogenimi ribosomi znotraj ene celice ali celic istega tipa pri določenih pogojih in kako se to razmerje spreminja kot odgovor na spremembo pogojev, kot so oksidativni stres, virusne okužbe, abiotski stres ali staranje. Ob tem se pojavljajo tudi vprašanja, kot na primer, ali obstaja prag, pri katerem heterogeni ribosomi pridobijo lastnosti specializiranih, in ali je specializacija sorazmerna z razmerjem med kanoničnimi in heterogenimi ribosomi. Intercelularna heterogenost pa se prav tako nanaša na razmerje med kanoničnimi in heterogenimi ribosomi, vendar med različnimi celicami in tkivi. Je bolj kompleksna oblika heterogenosti, saj je opazovana v različnih tipih tkiv pod različnimi pogoji [1].
=Heterogenost ribosomov=
Evkariontski ribosom je velik in kompleksno zgrajen stroj, ki ga sestavljajo rRNA in ribosomski proteini (RP-ji). Biogeneza ribosomov, ki poteka v jedrcu in citoplazmi, vključuje vrsto natančno koordiniranih procesov, kar omogoča nastanek raznolikih ribosomov [1,2].
Variacije v sestavi vključujejo:
*paraloge ribosomskih proteinov,
*različne ribosomske proteine
*spremenjeno stehiometrijo/nestandardna razmerja ribosomskih proteinov,
*posttranslacijske modifikacije ribosomskih proteinov,
*različne tipe rRNA,
*modifikacije rRNA,
*različne z ribosomi asociirani proteine.
Heterogenost v sestavi ribosomov vpliva na interakcije s specifičnimi značilnostmi na mRNA, kot so cis-aktivni elementi, npr. 5'-UTR regije, notranja vezavna mesta za ribosome (IRES) ali modifikacije RNA. Poleg tega imajo lahko določeni RP-ji tudi dodatno vlogo pri vezavi regulatorjev translacije ali RNA-vezavnih proteinov, ki lahko vplivajo na mRNA-ribosomske interakcije ter posledično spodbujajo oz. zavirajo iniciacijo translacije. Heterogeni ribosomi tako raje 'izbirajo' določene mRNA in jih bolj ali manj učinkovito prevedejo v proteine. Pomembno je ponoviti, da heterogenost sestave ribosomov sicer omogoča specializacijo in je zanjo tudi nujna, a sama prisotnost heterogenosti, še ne zagotavlja specializacije [1,2].
==Tipi ribosomske RNA==
Najbolj znani primer heterogenosti na ravni rRNA izvira iz plazmodija (parazita, ki povzroča malarijo), ki izraža tri različne oblike rRNA glede na različne faze življenjskega cikla, v katerem se nahaja. Plazmodij se od ostalih evkariontov razlikuje po tem, da namesto več 100 tandemskih ponovitev rDNA, vsebuje le 4-8 enojnih kopij rDNA, ki so razporejene po več različnih kromosomih. Tako obstaja več različnih vrst genov, ki so strukturno specifični, kar plazmodiju omogoča tvorbo po sestavi različnih ribosomov in posledično boljšo prilagoditev na različne gostitelje [2].
==Modifikacije ribosomske RNA==
Najpogostejši modifikaciji sta 2’-O-metilacija (metilacija riboze) in psevdouridinilacija (izomerizacija uridina v psevdouridin), ki jih usmerjajo snoRNA. Večinoma so modifikacije skoncentrirane v ohranjenih regijah, kar nakazuje pomembno vlogo pri vzdrževanju strukture in funkcije ribosoma. Rezultati študij namreč kažejo, da je spremenjen vzorec modifikacij povzročil vgrajevanje napačnih aminokislin, prizadeto translacijo preko IRES-ov (notranjih vstopnih mest za ribosome) in pogostejših premikov bralnih okvirjev. Skupno to predstavlja zmanjšano stopnjo natančnosti ribosomov pri translaciji [2].
=Mehanizmi regulacije=
==Regulacija prek specifične asociacije specializiranega ribosoma in uORF==
Več kot polovica vseh mRNA v rastlinah in živalih vsebuje navzgor od glavnega odprtega bralnega okvirja (ORF) prisotne ORF, ki nadzorujejo translacijo glavnega ORF te mRNA. To so kratki ORF, ki lahko sodelujejo kot senzorji metabolitov, upočasnjevalci translacije ali promotorji prekinitve translacije. Lahko je prisotna dodatna afiniteta za določene ORF ali pa počasnejše branje zaradi modifikacije ribosoma pripelje do boljšega prepoznavanja terminacijskih regij na ORF. Celoten mehanizem torej sila spominja na atenuacijo prepisovanja mRNA. Specializirani ribosomi se lahko različno odzovejo na te ORF in tako dodatno regulirajo transkripcijo. Najbolj raziskan primer take interakcije je pri herpesvirusu povezanim s Kaposijevem sarkomom, ki povzroča večjo asociacijo BUD23 z ribosomom, ki v pozni litični fazi promovira nastanek strukturnih proteinov virusa, ravno zaradi predvidenih interakcij med BUD23 in navzgorležečimi ORF3. Prav virusi so zaradi odvisnosti od translacijski sposobnosti njihovega gostitelja dobra tarča za raziskovanje specializiranih ribosomov. Potrebujejo namreč mehanizme, da zagotovijo, da translacija njihovih mRNA prevladuje nad gostiteljskimi. Prek direktnih modifikacij RP-jev ali vključitvijo paralog RP-jev lahko virusi zagotovijo preferenčno translacijo transkriptov brez m7G kape, ki vsebujejo interna mesta za vstop ribosomov (IRES)[1].
==Stehiometrija ribosomskih proteinov==
Desetletja je veljalo, da imajo ribosomi stalno in natančno določeno stehiometrijo ribosomskih proteinov (RP), kar pomeni, da so vsi ribosomi sestavljeni iz enakih količin istih proteinov. Vendar so sodobne kvantitativne metode, ki omogočajo natančno merjenje ravni posameznih RP pokazale, da v resnici obstaja raznolikost v njihovi stehiometriji. Ta spremenljiva stehiometrija RP odraža ribosomsko heterogenost znotraj celic in lahko vpliva na razmerje med hitrostjo iniciacije in elongacije translacije [4].
Ribosomi, katerih sestava omogoča višje razmerje med hitrostjo iniciacije in elongacije, so učinkovitejši pri prevajanju mRNA. Pogosteje jih najdemo v polisomih, kjer več ribosomov hkrati prevaja isto mRNA. Nasprotno pa ribosomi z drugačno stehiometrijo RP omogočajo nižjo stopnjo iniciacije in se pogosteje pojavljajo kot monosomi – posamezni ribosomi, vezani na mRNA. Ti podatki dokazujejo, da sestava ribosoma pomembno vpliva na mehanizem in učinkovitost translacije ter določa, ali se ribosom nahaja v polisomu ali kot monosom [4].
==Iniciacijski faktorji==
Iniciacija translacije predstavlja ključen korak v procesu izražanja genov. Vključuje številne iniciacijske faktorje, ki sodelujejo pri rekrutaciji ribosoma in prepoznavanju začetnega kodona na mRNA. Pri evkariontih ti iniciacijski faktorji pogosto obstajajo v obliki paralogov ali izoform, ki imajo lahko različno afiniteto do specifičnih mRNA in tako vplivajo na učinkovitost in specifičnost translacije. S tem postaja razumevanje regulacije translacije bolj kompleksno, saj poleg že znane variabilnosti v sestavi RP in njenega vpliva na hitrost in selektivnost translacije, translacijo regulira tudi heterogenost iniciacijskih faktorjev [1].
Primer tega so različni paralogi iniciacijskega faktorja eIF4G, ki je del kompleksa iniciacijskih faktorjev eIF4F, odgovornega za vezavo na m7G kapo mRNA. Poseben je eIF4G2, ki lahko povzroča t.i. 'leaky scanning' preko uORF ali pa omogoča ponovno iniciacijo na glavnih kodirajočih zaporedjih, s čimer vpliva na to, kateri ORF se prevajajo [1].
Te ugotovitve kažejo na nove koncepte specializacije in odpirajo vprašanja, ali ribosomska heterogenost in heterogenost iniciacijskih faktorjev mehanistično delujeta povezano. Možna orodja za raziskovanje teh povezav vključujejo XL-MS (angl. cross-linking mass spectroscopy), kar bi prispevalo k boljšemu razumevanju, ali heterogenost translacijskega aparata vodi do funkcionalno specializiranih ribosomov [1].
==rancRNA==
Poleg neposrednih interakcij med proteini, ribosomi sodelujejo tudi s skupino nekodirajočih RNA (ncRNA), ki jih imenujemo z ribosomom asociirane ncRNA (rancRNA). V zadnjem letu so te molekule postale prepoznane kot pomembni modulatorji translacije v vseh domenah življenja – bakterijah, arhejah, evkariontih. Mnoge rancRNA so produkti obdelave večjih funkcionalnih RNA, kot so mRNA, tRNA ali snoRNA. Glede na nastanek, dolžino in način delovanja predstavljajo zelo raznoliko skupino molekul. Čeprav same ne služijo kot načrt za izdelavo proteinov, imajo sposobnost vplivanja na učinkovitost ali specifičnost translacije proteinov ob interakciji z ribosomi. Medtem ko nekatere zavirajo biosintezo proteinov na fazi iniciacije ali elongacije s tekmovanjem s tRNA ali mRNA za vezavo na ribosome, druge celo spodbujajo translacijo. Kljub številnim razlikam med molekulami rancRNA se domneva, da vse služijo istemu namenu: pomagati celicam, da na hiter in energetsko ugoden način premagajo stresne pogoje. Že pridobljeno znanje odpira nova vprašanja o mehanizmu delovanja rancRNA, ki trenutno še ni podrobno opisan. Prav tako pa v tem trenutku še ni jasno, ali oz. kako se regulira izražanje rancRNA na ravni transkripcije ali posttranslacijskh modifikacij ter kakšna je vloga proteinov, ki se vežejo nanjo [1,5].
=Izzivi v preiskovanju specializiranih ribosomov=
Kljub nekaterim že odkritim mehanizmom delovanja specializiranih ribosomov, je ta svet še vedno zelo neraziskan. Razlog predvsem izvira iz omejitev, ki karakterizirajo metode, s katerimi preiskujemo ribosome in njihovo delovanje. Poglavitna težava, s katero se soočajo raziskovalci, je majhna populacija specializiranih ribosomov v celici. Specializiranih ribosomov ne moremo preprosto proizvesti, saj modelne celice, ki jih gojimo in vitro rastejo prehitro in prioritizirajo masovno biogenezo ribosomov, kot pa počasno tvorbo diferenciiranih ribosomskih populacij. Primerne metode so zato tiste, ki so dovolj občutljive, da z njimi analiziramo le nekaj delcev kot so krioelektronska mikroskopija, merjenje resonančnega prenosa energije preko fluorescence in mikroskopiranje na atomsko silo. Predvsem oviro predstavlja, da preiskujemo izjemno male spremembe v zelo veliki strukturi, torej moramo uporabljati metode s primerno ločljivostjo. Menjava paralogov ribosomskega proteina, še posebej če se ta razlikujeta le v neki fleksibilni regiji, nam zelo oteži povezavo strukture in funkcije ribosoma. Dodatna prepreka je centralen pomen ribosomov pri življenju celice, torej lahko uporaba drugačne ekspresije gena za ribosomski protein, recimo izbitje gena, vodi do fenotipa, ki sploh ni primerljiv s fiziološkim stanjem, saj se spremeni globalna raven translacije. Težave in prepreke nastajajo tudi v preiskovanju rRNA, navadno uporabljamo metodo sekvenciranja preko nanopor, a ta večkrat ni dovolj natančna, da zazna majhne spremembe v modifikacijah, kot so metilacije. Vse te strukturne podatke je težko povezati s funkcijo, saj se z ribosomom asociira toliko različnih molekul, hkrati pa je izolacija asociiranih kompleksov zelo zahtevna [1].
=Zaključek=
Specializirani ribosomi, kljub dokazom o njihovi heterogenosti, še vedno predstavljajo izziv za raziskave zaradi metodoloških omejitev. Njihova vloga v translacijski regulaciji, odzivu na stres in patogene procese jih naredi ključne za razumevanje celičnih mehanizmov in razvoj terapij. Nadaljnje študije bodo zahtevale inovativne metode, da razrešijo vprašanja o njihovi specializaciji. Raziskave ne bodo le razširile znanja, temveč tudi spodbudile napredek v analiznih tehnikah, kar bo koristilo tako osnovni znanosti kot aplikativnim področjem [1].
=Viri=
1. Beavan, A. J. S. et al. Specialized ribosomes: integrating new insights and current challenges. Philos. Trans. R. Soc. B Biol. Sci. 380, 20230377 (2025). 
2. Guo, H. Specialized ribosomes and the control of translation. Biochem. Soc. Trans. 46, 855–869 (2018). 
3. Baxter, M. et al. Cardiac mitochondrial function depends on BUD23 mediated ribosome programming. eLife 9, e50705 (2020). 
4. Slavov, N., Semrau, S., Airoldi, E., Budnik, B. & van Oudenaarden, A. Differential Stoichiometry among Core Ribosomal Proteins. Cell Rep. 13, 865–873 (2015). 
5. Pecoraro, V., Rosina, A. & Polacek, N. Ribosome-Associated ncRNAs (rancRNAs) Adjust Translation and Shape Proteomes. Non-Coding RNA 8, 22 (2022).

[[Category:SEM]] [[Category:BMB]]

Heterogenost in funkcionalna specializacija ribosomov

2025-04-21T17:02:48Z

HVozelj:

=Uvod=
Ribosom je makromolekularni kompleks, sestavljen iz več podenot. Ima ključno vlogo pri translaciji mRNA v proteine, kar je natančno reguliran proces. Ribosomi so dolgo časa veljali za pasivne izvajalce translacije, vendar je odkritje strukturno različnih ribosomov znotraj iste celične populacije sprožilo vprašanja o funkcionalnih posledicah te heterogenosti ter možnosti obstoja dodatnih plasti regulacije translacije. Vendar pa heterogenost ne pomeni nujno tudi njihove specializacije. Specializirani ribosomi so definirani kot ribosomi s specifičnimi strukturnimi značilnostmi, ki omogočajo drugačen vpliv na translacijo določenih mRNA, pogosto kot odziv na zunanje stresne dejavnike. Čeprav je bilo zabeleženih veliko primerov ribosomske heterogenosti, ostaja eksperimentalnih dokazov za funkcionalno specializacijo razmeroma malo. Težava je namreč v opredeljevanju specializacije, ker odpira številna metodološka in konceptualna vprašanja. Za razumevanje prehoda od heterogenosti k specializaciji ribosomov je ključno razjasniti njihov evolucijski izvor, mehanizme regulacije ter vpliv okoljskih dejavnikov. Intracelularna heterogenost se nanaša na razmerje med kanoničnimi in heterogenimi ribosomi znotraj ene celice ali celic istega tipa pri določenih pogojih in kako se to razmerje spreminja kot odgovor na spremembo pogojev, kot so oksidativni stres, virusne okužbe, abiotski stres ali staranje. Ob tem se pojavljajo tudi vprašanja, kot na primer, ali obstaja prag, pri katerem heterogeni ribosomi pridobijo lastnosti specializiranih, in ali je specializacija sorazmerna z razmerjem med kanoničnimi in heterogenimi ribosomi. Intercelularna heterogenost pa se prav tako nanaša na razmerje med kanoničnimi in heterogenimi ribosomi, vendar med različnimi celicami in tkivi. Je bolj kompleksna oblika heterogenosti, saj je opazovana v različnih tipih tkiv pod različnimi pogoji [1].
=Heterogenost ribosomov=
Evkariontski ribosom je velik in kompleksno zgrajen stroj, ki ga sestavljajo rRNA in ribosomski proteini (RP-ji). Biogeneza ribosomov, ki poteka v jedrcu in citoplazmi, vključuje vrsto natančno koordiniranih procesov, kar omogoča nastanek raznolikih ribosomov [1,2].
Variacije v sestavi vključujejo:
*paraloge ribosomskih proteinov,
*različne ribosomske proteine
*spremenjeno stehiometrijo/nestandardna razmerja ribosomskih proteinov,
*posttranslacijske modifikacije ribosomskih proteinov,
*različne tipe rRNA,
*modifikacije rRNA,
*različne z ribosomi asociirani proteine.
Heterogenost v sestavi ribosomov vpliva na interakcije s specifičnimi značilnostmi na mRNA, kot so cis-aktivni elementi, npr. 5'-UTR regije, notranja vezavna mesta za ribosome (IRES) ali modifikacije RNA. Poleg tega imajo lahko določeni RP-ji tudi dodatno vlogo pri vezavi regulatorjev translacije ali RNA-vezavnih proteinov, ki lahko vplivajo na mRNA-ribosomske interakcije ter posledično spodbujajo oz. zavirajo iniciacijo translacije. Heterogeni ribosomi tako raje 'izbirajo' določene mRNA in jih bolj ali manj učinkovito prevedejo v proteine. Pomembno je ponoviti, da heterogenost sestave ribosomov sicer omogoča specializacijo in je zanjo tudi nujna, a sama prisotnost heterogenosti, še ne zagotavlja specializacije [1,2].
==Tipi ribosomske RNA==
Najbolj znani primer heterogenosti na ravni rRNA izvira iz plazmodija (parazita, ki povzroča malarijo), ki izraža tri različne oblike rRNA glede na različne faze življenjskega cikla, v katerem se nahaja. Plazmodij se od ostalih evkariontov razlikuje po tem, da namesto več 100 tandemskih ponovitev rDNA, vsebuje le 4-8 enojnih kopij rDNA, ki so razporejene po več različnih kromosomih. Tako obstaja več različnih vrst genov, ki so strukturno specifični, kar plazmodiju omogoča tvorbo po sestavi različnih ribosomov in posledično boljšo prilagoditev na različne gostitelje [2].
==Modifikacije ribosomske RNA==
Najpogostejši modifikaciji sta 2’-O-metilacija (metilacija riboze) in psevdouridinilacija (izomerizacija uridina v psevdouridin), ki jih usmerjajo snoRNA. Večinoma so modifikacije skoncentrirane v ohranjenih regijah, kar nakazuje pomembno vlogo pri vzdrževanju strukture in funkcije ribosoma. Rezultati študij namreč kažejo, da je spremenjen vzorec modifikacij povzročil vgrajevanje napačnih aminokislin, prizadeto translacijo preko IRES-ov (notranjih vstopnih mest za ribosome) in pogostejših premikov bralnih okvirjev. Skupno to predstavlja zmanjšano stopnjo natančnosti ribosomov pri translaciji [2].
=Mehanizmi regulacije=
==Regulacija prek specifične asociacije specializiranega ribosoma in uORF==
Več kot polovica vseh mRNA v rastlinah in živalih vsebuje navzgor od glavnega odprtega bralnega okvirja (ORF) prisotne ORF, ki nadzorujejo translacijo glavnega ORF te mRNA. To so kratki ORF, ki lahko sodelujejo kot senzorji metabolitov, upočasnjevalci translacije ali promotorji prekinitve translacije. Lahko je prisotna dodatna afiniteta za določene ORF ali pa počasnejše branje zaradi modifikacije ribosoma pripelje do boljšega prepoznavanja terminacijskih regij na ORF. Celoten mehanizem torej sila spominja na atenuacijo prepisovanja mRNA. Specializirani ribosomi se lahko različno odzovejo na te ORF in tako dodatno regulirajo transkripcijo. Najbolj raziskan primer take interakcije je pri herpesvirusu povezanim s Kaposijevem sarkomom, ki povzroča večjo asociacijo BUD23 z ribosomom, ki v pozni litični fazi promovira nastanek strukturnih proteinov virusa, ravno zaradi predvidenih interakcij med BUD23 in navzgorležečimi ORF3. Prav virusi so zaradi odvisnosti od translacijski sposobnosti njihovega gostitelja dobra tarča za raziskovanje specializiranih ribosomov. Potrebujejo namreč mehanizme, da zagotovijo, da translacija njihovih mRNA prevladuje nad gostiteljskimi. Prek direktnih modifikacij RP-jev ali vključitvijo paralog RP-jev lahko virusi zagotovijo preferenčno translacijo transkriptov brez m7G kape, ki vsebujejo interna mesta za vstop ribosomov (IRES)[1].
==Stehiometrija ribosomskih proteinov==
Desetletja je veljalo, da imajo ribosomi stalno in natančno določeno stehiometrijo ribosomskih proteinov (RP), kar pomeni, da so vsi ribosomi sestavljeni iz enakih količin istih proteinov. Vendar so sodobne kvantitativne metode, ki omogočajo natančno merjenje ravni posameznih RP pokazale, da v resnici obstaja raznolikost v njihovi stehiometriji. Ta spremenljiva stehiometrija RP odraža ribosomsko heterogenost znotraj celic in lahko vpliva na razmerje med hitrostjo iniciacije in elongacije translacije [4].
Ribosomi, katerih sestava omogoča višje razmerje med hitrostjo iniciacije in elongacije, so učinkovitejši pri prevajanju mRNA. Pogosteje jih najdemo v polisomih, kjer več ribosomov hkrati prevaja isto mRNA. Nasprotno pa ribosomi z drugačno stehiometrijo RP omogočajo nižjo stopnjo iniciacije in se pogosteje pojavljajo kot monosomi – posamezni ribosomi, vezani na mRNA. Ti podatki dokazujejo, da sestava ribosoma pomembno vpliva na mehanizem in učinkovitost translacije ter določa, ali se ribosom nahaja v polisomu ali kot monosom [4].
==Iniciacijski faktorji==
Iniciacija translacije predstavlja ključen korak v procesu izražanja genov. Vključuje številne iniciacijske faktorje, ki sodelujejo pri rekrutaciji ribosoma in prepoznavanju začetnega kodona na mRNA. Pri evkariontih ti iniciacijski faktorji pogosto obstajajo v obliki paralogov ali izoform, ki imajo lahko različno afiniteto do specifičnih mRNA in tako vplivajo na učinkovitost in specifičnost translacije. S tem postaja razumevanje regulacije translacije bolj kompleksno, saj poleg že znane variabilnosti v sestavi RP in njenega vpliva na hitrost in selektivnost translacije, translacijo regulira tudi heterogenost iniciacijskih faktorjev [1].
Primer tega so različni paralogi iniciacijskega faktorja eIF4G, ki je del kompleksa iniciacijskih faktorjev eIF4F, odgovornega za vezavo na m7G kapo mRNA. Poseben je eIF4G2, ki lahko povzroča t.i. 'leaky scanning' preko uORF ali pa omogoča ponovno iniciacijo na glavnih kodirajočih zaporedjih, s čimer vpliva na to, kateri ORF se prevajajo [1].
Te ugotovitve kažejo na nove koncepte specializacije in odpirajo vprašanja, ali ribosomska heterogenost in heterogenost iniciacijskih faktorjev mehanistično delujeta povezano. Možna orodja za raziskovanje teh povezav vključujejo XL-MS (angl. cross-linking mass spectroscopy), kar bi prispevalo k boljšemu razumevanju, ali heterogenost translacijskega aparata vodi do funkcionalno specializiranih ribosomov [1].
==rancRNA==
Poleg neposrednih interakcij med proteini, ribosomi sodelujejo tudi s skupino nekodirajočih RNA (ncRNA), ki jih imenujemo z ribosomom asociirane ncRNA (rancRNA). V zadnjem letu so te molekule postale prepoznane kot pomembni modulatorji translacije v vseh domenah življenja – bakterijah, arhejah, evkariontih. Mnoge rancRNA so produkti obdelave večjih funkcionalnih RNA, kot so mRNA, tRNA ali snoRNA. Glede na nastanek, dolžino in način delovanja predstavljajo zelo raznoliko skupino molekul. Čeprav same ne služijo kot načrt za izdelavo proteinov, imajo sposobnost vplivanja na učinkovitost ali specifičnost translacije proteinov ob interakciji z ribosomi. Medtem ko nekatere zavirajo biosintezo proteinov na fazi iniciacije ali elongacije s tekmovanjem s tRNA ali mRNA za vezavo na ribosome, druge celo spodbujajo translacijo. Kljub številnim razlikam med molekulami rancRNA se domneva, da vse služijo istemu namenu: pomagati celicam, da na hiter in energetsko ugoden način premagajo stresne pogoje. Že pridobljeno znanje odpira nova vprašanja o mehanizmu delovanja rancRNA, ki trenutno še ni podrobno opisan. Prav tako pa v tem trenutku še ni jasno, ali oz. kako se regulira izražanje rancRNA na ravni transkripcije ali posttranslacijskh modifikacij ter kakšna je vloga proteinov, ki se vežejo nanjo [1,5].
=Izzivi v preiskovanju specializiranih ribosomov=
Kljub nekaterim že odkritim mehanizmom delovanja specializiranih ribosomov, je ta svet še vedno zelo neraziskan. Razlog predvsem izvira iz omejitev, ki karakterizirajo metode, s katerimi preiskujemo ribosome in njihovo delovanje. Poglavitna težava, s katero se soočajo raziskovalci, je majhna populacija specializiranih ribosomov v celici. Specializiranih ribosomov ne moremo preprosto proizvesti, saj modelne celice, ki jih gojimo in vitro rastejo prehitro in prioritizirajo masovno biogenezo ribosomov, kot pa počasno tvorbo diferenciiranih ribosomskih populacij. Primerne metode so zato tiste, ki so dovolj občutljive, da z njimi analiziramo le nekaj delcev kot so krioelektronska mikroskopija, merjenje resonančnega prenosa energije preko fluorescence in mikroskopiranje na atomsko silo. Predvsem oviro predstavlja, da preiskujemo izjemno male spremembe v zelo veliki strukturi, torej moramo uporabljati metode s primerno ločljivostjo. Menjava paralogov ribosomskega proteina, še posebej če se ta razlikujeta le v neki fleksibilni regiji, nam zelo oteži povezavo strukture in funkcije ribosoma. Dodatna prepreka je centralen pomen ribosomov pri življenju celice, torej lahko uporaba drugačne ekspresije gena za ribosomski protein, recimo izbitje gena, vodi do fenotipa, ki sploh ni primerljiv s fiziološkim stanjem, saj se spremeni globalna raven translacije. Težave in prepreke nastajajo tudi v preiskovanju rRNA, navadno uporabljamo metodo sekvenciranja preko nanopor, a ta večkrat ni dovolj natančna, da zazna majhne spremembe v modifikacijah, kot so metilacije. Vse te strukturne podatke je težko povezati s funkcijo, saj se z ribosomom asociira toliko različnih molekul, hkrati pa je izolacija asociiranih kompleksov zelo zahtevna [1].
=Zaključek=
Specializirani ribosomi, kljub dokazom o njihovi heterogenosti, še vedno predstavljajo izziv za raziskave zaradi metodoloških omejitev. Njihova vloga v translacijski regulaciji, odzivu na stres in patogene procese jih naredi ključne za razumevanje celičnih mehanizmov in razvoj terapij. Nadaljnje študije bodo zahtevale inovativne metode, da razrešijo vprašanja o njihovi specializaciji. Raziskave ne bodo le razširile znanja, temveč tudi spodbudile napredek v analiznih tehnikah, kar bo koristilo tako osnovni znanosti kot aplikativnim področjem [1].
=Viri=
1. Beavan, A. J. S. et al. Specialized ribosomes: integrating new insights and current challenges. Philos. Trans. R. Soc. B Biol. Sci. 380, 20230377 (2025).
2. Guo, H. Specialized ribosomes and the control of translation. Biochem. Soc. Trans. 46, 855–869 (2018).
3. Baxter, M. et al. Cardiac mitochondrial function depends on BUD23 mediated ribosome programming. eLife 9, e50705 (2020).
4. Slavov, N., Semrau, S., Airoldi, E., Budnik, B. & van Oudenaarden, A. Differential Stoichiometry among Core Ribosomal Proteins. Cell Rep. 13, 865–873 (2015).
5. Pecoraro, V., Rosina, A. & Polacek, N. Ribosome-Associated ncRNAs (rancRNAs) Adjust Translation and Shape Proteomes. Non-Coding RNA 8, 22 (2022).

[[Category:SEM]] [[Category:BMB]]

Heterogenost in funkcionalna specializacija ribosomov

2025-04-21T16:53:36Z

HVozelj: Uvod Ribosom je makromolekularni kompleks, sestavljen iz več podenot. Ima ključno vlogo pri translaciji mRNA v proteine, kar je natančno reguliran proces. Ribosomi so dolgo časa veljali za pasivne izvajalce translacije, vendar je odkritje strukturno različnih ribosomov znotraj iste celične populacije sprožilo vprašanja o funkcionalnih posledicah te heterogenosti ter možnosti obstoja dodatnih plasti regulacije translacije. Vendar pa heterogenost ne pomeni nujno tudi njihove specializacije. Specia

Molekularna biologija RNA

2025-04-21T16:23:40Z

HVozelj:

Seminarji pri Molekularni biologiji v študijskem letu 2024/25 obravnavajo široko področje RNA, od njenih posebnih strukturnih lastnosti, različnih tipov RNA v živih celicah, proteinov, ki se vežejo na RNA, regulatorne vloge pri izražanju genov, pa vse do sprememb, ki so povezane s patološkimi stanji in do uporabe RNA pri pripravi cepiv in razvoju zdravil.

Naslovi seminarskih tem so navedeni na spodnjem seznamu.

Vse teme temeljijo na preglednih člankih, kar pomeni, da obravnavajo zaključene tematike, na katerih je bilo opravljenega že veliko dela. Zato praviloma vsako temo obdelajo po trije študenti. Vsaka skupina mora pripraviti povzetek seminarja z vsaj 1200 besedami in ne več kot 1800 besedami in ga objaviti na tem wikiju. Povzetek ne vsebuje slikovnega gradiva, lahko pa vključuje povezave do slik in videov na spletu. Navedite do 5 ključnih virov (ti ne štejejo v vsoto 1200–1800 besed), ki ste jih uporabili. Če izjemoma seminar pripravita dva študenta, je obseg povzetka 1000-1500 besed, če je študent sam, pa 800-1200 besed.

Vsaka skupina mora objaviti povzetek seminarja na wikiju najkasneje 24 h pred predstavitvijo svojega seminarja. Kateri del povzetka je napisal kdo, navedite v zavihku 'discussion'. Predstavitev naj bo dolga 15–20 minut, temu pa bo sledila razprava (pribl. 5 minut). Vsak član skupine mora predstaviti en del seminarja, pri čemer mora biti delo enakomerno razdeljeno med vse. Osredotočite se na osnovno temo, ki ste si jo izbrali, in vključite le malo splošnega uvoda, kjer je mogoče pa izpostavite ključne razlike v procesih med bakterijami, evkarionti in arhejami. Če seminar predstavljata dva študenta, imata na voljo 12-15 minut, če je študent sam, pa 8-10 minut.

Seminarske predstavitve bodo potekale med 16. aprilom in 14. majem 2024. V tem času ne bo klasičnih predavanj, torej bodo tako ponedeljkovi kot sredini termini namenjeni seminarjem.

Vsebina seminarjev je izpitna snov. Iz teme seminarjev je ~10 % vprašanj na izpitu (oz. ~10 % točk dobite za odgovore iz snovi seminarjev).

Razdelitev seminarjev je potekala v okolju Google Drive, kjer so (bile) navedene povezave do izhodiščnih člankov, s katerimi lahko začnete iskanje literature. Večinoma navedeni viri ne zadoščajo, da bi pripravili kvaliteten 15-minutni seminar, zato boste morali pregledati tudi nekaj primarnih virov (raziskovalnih člankov), ki jih boste poiskali sami oz. jih boste našli citirane v preglednih člankih. Vaši seminarji naj se osredotočijo na osnovno temo iz naslova in naj nimajo dolgih splošnih uvodov. Seminarji si bodo namreč sledili dokaj hitro eden za drugim, tako da boste osnove hitro osvojili in jih ni treba ponavljati.

Ko boste pripravljali povzetek, naslov izbrane teme, ki ga vpišete na spodnji seznam, povežite z novo wiki stranjo, ki bo vsebovala povzetek. Na koncu besedila povzetka (pod viri) v novo vrstico dodajte oznako: <nowiki>[[Category:SEM]] [[Category:BMB]]</nowiki>. Primer, kako so bili urejeni seminarji lani, si lahko ogledate na strani [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Molekularna_biologija_plazmidov Molekularna biologija plazmidov].

Seznam tem in referenti:

16. april: 
* [[RNA kataliza: napredek pri ribocimsko kataliziranem prenosu alkilne skupine]] (Julija Dolinšek, Tjaša Turk, Jošt Žulič)
* [[Kanonične in nekanonične funkcije nekodirajoče RNA-komponente (TERC) telomeraznega kompleksa]] (Veronika Štrekelj Istinič, Anamarija Rozina, Hana Funa)
* [[Vloga metilacije RNA pri uravnavanju usode matičnih celic]] (Tinkara Pepelnjak, Lana Traven) 
* [[Vpliv strukturnih značilnosti 5’-UTR na kontrolo translacije pri evkariontih]] (Vita Šavli, Zala Kek, Anja Kokol)

23. april: 
* [[Vloga malih nekodirajočih RNA v RNA metabolizmu]] (Manja Drobne, Jana Likar Ivanov, Zoja Mramor)
* seminar 2
* [[Heterogenost in funkcionalna specializacija ribosomov]] (Art Špegel, Taja Tepuš, Hana Vozelj)
* [[LncRNA-ključni dejavnik pri vplivu telesne aktivnosti na razvoj raka]] (Sara Kragelj)

5. maj: 
* seminar 1
* seminar 2
* seminar 3
* seminar 4

7. maj: 
* seminar 1
* seminar 2
* seminar 3
* seminar 4

12. maj: 
* seminar 1
* seminar 2
* seminar 3
* seminar 4

14. maj: 
* seminar 1

BIO2 Povzetki seminarjev 2024

2024-11-16T18:49:13Z

HVozelj:

= POVZETKI SEMINARJEV BIOKEMIJA 2024/25 =

==Lan Tanko - Proteaze kot nepogrešljivi členi umetnih signalnih poti==
Virusne proteaze zaradi svoje visoke specifičnosti predstavljajo ključen člen umetnih signalnih poti, saj omogočajo natančen in ireverzibilen prenos informacij na tarčni protein, ki ga lahko s cepitvijo vezi bodisi aktivirajo ali inhibirajo. Za potek proteolitske cepitve tarčne sekvence mora proteaza vsebovati vse funkcionalne domene in biti v bližnjem ter neoviranem stiku z zaporedjem, ki ga cepi. Sintetične signalne poti za svoje delovanje tako temeljijo na medproteinskih interakcijah. Gre lahko za relativno preproste interakcije, ki izhajajo iz biokemijskih lastnostih proteinov, ali pa za bolj kompleksne operacije, ki se na inovativen način poslužujejo še logične algebre. Signalne poti so sposobne zaznati tako endogene kot eksogene signale ter zanje prirediti odgovor. Izhodna informacija lahko zgolj posreduje informacijo o aktivaciji receptorja preko sprostitve inertnega transkripcijskega faktorja, ki promovira ekspresijo fluorescenčnega markerja, ali pa sprosti protein, ki bo vplival na potek endogenih procesov. Tako je moč ustvariti najrazličnejše sintetične poti – take, ki ponujajo nove metode zaznavanja celičnih procesov, kot tudi take, ki bodo prepoznavale onkogeno obnašanje celice ter inducirale celično smrt. Zaradi svoje modularnosti in posledično variabilnosti v funkciji so umetne signalne poti tema mnogih raziskav s področji biokemijskih tehnologij, skozi katere se trudijo optimizirati ustvarjene poti za aplikativno rabo.

==Tadej Kranjc - Pomembnost mTORC1 v fitnesu: Njegova funkcija in delovanje==
Ste se kdaj spraševali, kako vaše telo postane močnejše in bolj definirano? V tej seminarski vam bom na podrobneje opisal to prav natančno uglašeno signalno pot, ki nadzoruje rast in regeneracijo mišic v našem telesu. Mehanizem mTORC1 (mehanistična tarča rapamicina kompleks 1) je pomemben za vse športnike, ki želijo izboljšati svojo telesno pripravljenost, saj ureja procese, kot sta sinteza beljakovin in zavira proces avtofagije. Sama aktivacija te poti se sproži ob zadostni količini aminokislin, predvsem levcin, zadostne hranilne energije v obliki glukoze in ob sprostitvi hormonov ter mehanskega napora na skeletne mišice. Aktivacija mTORC1 se zgodi ob translokaciji in lokalizaciji na membrani lizosoma, kjer se ob prisotnosti zadosti aminokislin in rastnih hormonov aktivirata beljakovini Rheb in kompleks Rag GTPaza. Aktiviran mTORC1 je pomemben pri športnikih, ki zrejo k povečanju mišične mase. Pri hipertrofiji pomaga s sintezo beljakovin, ki zacelijo mikroskopske poškodbe na skeletnih mišicah in zavira postopek avtofagije, kar pospeši postopek mišične rasti in hitrejše doseganje naših ciljev.

==Zoja Mramor- Etilenska signalizacija v rastlinah==
Etilen, preprost olefinski plin, ki ga rastline biosintetizirajo, deluje kot fitohormon in je ključni regulator različnih rastnih ter razvojnih procesov, kot so zorenje plodov, staranje in odziv na stres. Znanstvene raziskave, predvsem na modelni rastlini Arabidopsis thaliana, so odkrile kompleksnost signalne poti etilena, ki vključuje več ključnih komponent, kot so receptorji (ETR1, EIN2, CTR1) in transkripcijski faktorji (EIN3, ERF). Poleg osnovne signalne poti pa nove vpoglede v delovanje podajajo tudi alternativne poti signalizacije. Etilen ima tudi velik komercialni pomen, saj vpliva na zorenje pridelkov in omogoča njihovo dolgotrajnejše skladiščenje. Razumevanje signalizacije etilena je ključno za razvoj vedno bolj ustreznih metod za nadzor nad njegovimi učinki, kar vključuje tako inhibicijo dozorevanja plodov, kot tudi spodbujanje prezgodnje kalitve parazitskih rastlin.

==Manja Drobne - Stranski produkti glikolize in njihovo odstranjevanje==
Glikolizo si običajno predstavljamo kot urejen sklop desetih reakcij, ki v celici poteka nemoteno, vendar med procesom zaradi fizioloških razmer v celici prihaja tudi do napak. Pri tem imamo v mislih stranske toksične metabolite, ki našemu telesu predstavljajo nevarnost. Nastanejo zaradi napake metaboličnih encimov, ki namesto pravega substrata katalizirajo pretvorbe analogov oziroma na substratu izvedejo napačno reakcijo. Redko nekanonični metabolit nastane spontano. Nekanonični metaboliti običajno niso del metaboličnih poti, kar v celici povzroča veliko težav. Ker niso primarni substrati, se kopičijo v celici in lahko inhibirajo metabolične encime ali celo izpodrinejo osnovne produkte iz metaboličnih poti. Ključnega pomena je, da imamo v celici metabolične popravljalne encime, ki te produkte odstranjujejo. Nekateri jih pretvorijo v neškodljive snovi, ki se pogosto vračajo v metabolne poti, drugi pa posredno z zmanjšanjem koncentracije njihovih predhodnikov onemogočijo njihov nastanek. V seminarju sem se osredotočila na stranske produkte, ki nastanejo med glikolizo in pretvorbo piruvata v laktat. Mesta, na katerih prihaja do napak in kjer delujejo popravni encimi, sem tako razdelila na devet skupin in opisala delovanje naslednjih encimov: G6PC3, G6PT, PGP, ACYP1, NAXD, NAXE, L2HGDH, sedoheptuloza-1,7-bisfosfataza, GLO, FN3K, MDP1, AXGHT, GRHPR in HAO1/2.

==Vita Škarabot - Signalizacija sladkega okusa: signalne poti in regulatorni mehanizmi==
Okušanje organizmom omogoča, da ocenijo kemijsko sestavo hrane, še preden jo zaužijejo in jih obvaruje pred vnosom potencialno škodljivih snovi. Sladke molekule pri organizmih vzbudijo pozitiven odziv, kar je povezano z visoko energijsko vrednostjo številnih v naravi pojavljajočih se sladkih snovi. Signalne poti povezane z okušanjem sladkega aktivirajo naravni sladkorji, različna naravna ali umetna sladila ter nekatere D-aminokisline, vendar ne vsi po enakem mehanizmu. Glavna signalna pot pri okušanju sladkega je odvisna od heterodimerskega receptorja sestavljenega iz GPCR-jev Tas1R2 in Tas1R3, ki aktivira G-protein gustducin, ki je precej podoben transducinu. Signalna pot poteka preko fosfolipaze C in vključuje povišanje znotrajcelične koncentracije kalcija, ki povzroči depolarizacijo membrane in sproščanje živčnega prenašalca. Poleg te signalne poti pa obstajajo še nekatere od GPCR-jev neodvisne poti, v katerih sodelujejo membranski kanalčki SGLT1 ali GLUT1 in GLUT2. Opisana signalizacija je kompleksna, saj se signalne poti med sabo prepletajo, različne sladke molekule pa lahko sprožijo tako prekrivajoče se, kot tudi popolnoma različne signalne poti. Njihova regulacija poteka preko mehanizmov, kot so desenzitizacija in endocitoza receptorjev, preko povezovanja z različnimi G-proteini in s pomočjo pomožnih proteinov. Raziskovanje signalnih poti okušanja je pomembno za razvoj novih umetnih sladil, ki bi bolje posnemala naravne sladkorje, za lažje uravnavanje kaloričnega vnosa in vzdrževanje homeostaze glukoze ter celo za razvoj nekaterih zdravil za bolezni, kot je diabetes.

==Ema Mataln Smehov - Vloga encima PFKFB3 in povečane glikolitične aktivnosti pri sepsi==
Sepsa nastane zaradi pretiranega imunskega odziva na okužbo in je lahko tudi življenjsko nevarna. Povečana glikolitična aktivnost v imunskih celicah, kot so makrofagi in nevtrofilci, zagotavlja hitro energijo za intenziven imunski odziv. Encim PFKFB3 pospešuje glikolizo z uravnavanjem fruktoze-2,6-bifosfata, kar pospeši vnetne procese. Vendar pa lahko prekomerna aktivnost glikolize hitro postane škodljiva. Ob prekomerni aktivnosti glikolize v imunskih celicah pride do hitrejšega pridobivanja energije, kar podpira intenziven vnetni odziv. Vendar pa se ob tem kopičijo vnetni mediatorji, kot so citokini, ki povečujejo poškodbe tkiv in povzročijo zakisanje tkiva zaradi višje koncentracije mlečne kisline. To zakisanje lahko dodatno obremeni organe in vodi v organske odpovedi, še posebej pri hudih oblikah sepse. Podobno se tudi v neimunskih celicah, kot so endotelijske celice in pljučni fibroblasti, prekomerna aktivnost glikolize povezuje s škodljivimi učinki. V endotelijskih celicah visoka aktivnost PFKFB3 spodbuja privlačenje imunskih celic in migracijo na mesta vnetja, kar poslabša vnetne procese in prispeva k motnjam v prepustnosti tkiv. Pri fibroblastih, še posebej pljučnih, poveča aktivacijo in sintezo kolagena, kar lahko vodi v fibrozo in brazgotinjenje tkiva. Zaradi teh učinkov je zaviranje PFKFB3 izjemno pomembno, saj lahko omili intenzivnost vnetnega odziva in prepreči trajne poškodbe tkiv. Zaradi tega je ključnega pomena, da raziskovalci preučujejo in iščejo nove inhibitorje PFKFB3, ki pomagajo zmanjšati aktivacijo celic in preprečiti prekomerno aktivnost glikolize.

==Laura Savič - Vloga glikolize pri razvoju ateroskleroze==
Ateroskleroza je zelo pogosta kronična bolezen, kjer pride do nastanjanja maščobnih oblog na notranjih stenah žil, kar vodi do kroničnega vnetja in nastanka ateroskleroznih plakov. Vloga glikolize pri razvoju ateroskleroze pritegne vedno več pozornosti, saj raziskave kažejo, da bi uravnavanje glikolize lahko ponudilo nove možnosti zdravljenja te bolezni. Glikoliza, ključni proces pridobivanja energije v celicah, je v aterosklerotičnih območjih spremenjena in sodeluje pri disfunkciji endotelijskih celic, vnetnem odzivu makrofagov in razvoju žilne angiogeneze. Ta proces omogočajo različni encimi, ki povečajo glikolitično aktivnost celic, spodbudijo proizvodnjo mlečne kisline ter s tem povečujejo vnetje. Čeprav se raziskave trenutno osredotočajo na PFKFB3 (6-fosfofruktoza-2-kinaza/fruktoza-2,6-bisfosfataza 3), obstaja še veliko možnosti za raziskave drugih glikolitičnih encimov in inhibitorjev, kot sta heksokinaza in piruvat kinaza, ki bistveno vplivata na hitrost in učinkovitost glikolize. V nadaljnih študijah bo ključno odkrivanje novih, še bolj specifičnih inhibitorjev, ki bi omogočili boljše in natančnejše uravnavanje metabolnih poti v celicah spremenjenih pri aterosklerozi, ter za razvoj novih zdravil za preprečevanje pojava in napredovanja bolezni.

==Ema Kafol - Sonic Hedgehog signalna pot in njena povezava z depresijo==
Depresija je ena najpogostejših psiholoških motenj v sodobni družbi. Blagi kronični stres, ki prispeva k njenemu razvoju, lahko povzroči več pomembnih sprememb v možganih, predvsem v nevronih, kar vpliva na njihovo funkcijo, preživetje in komunikacijo. V zadnjih letih so znanstveniki začeli postavljati hipoteze o povezavi med motenimi pretvorbami signala v celici in nastankom, razvojem ter razširitvijo depresije. Osredotočili so se na raziskovanje vloge Sonic hedgehog (Shh) signalne poti v času razvoja depresivnih motenj. Prav tako so želeli odkriti ali bi lahko bila Shh signalna pot možna tarča zdravljenja depresije. Sonic Hedgehog signalna pot ima ključno vlogo pri razvoju centralnega živčnega sistema. Spodbuja razvoj novih nevronov v času hipokampalne nevrogeneze. Prispeva lahko tudi k obnavljanju nevronov, ki so bili poškodovani v času blagega stresa, s spodbujanjem nevrogeneze in nevroplastičnosti. Podobno vlogo imajo antidepresivi, kar odpira možnost povezave med Shh signalno potjo in depresivnimi motnjami. V hipokampusu so odkrili še druge signalne poti, ki pa se med seboj pogosto križajo. Med najbolj raziskanimi sta Wnt in BDNF signalni poti, za kateri je že znano da delujeta antidepresivno. Z raziskavami so uspeli dokazati povezavo med Shh, Wnt in BDNF. Bolj natančno poznavanje Shh signalne poti, bi lahko odprlo vrata do novih in boljših možnosti antidepresivnega zdravljenja.

==Maša Markun - Kako pride do srbečice: mehanizmi in molekule==
Srbečica ali pruritus je neprijeten občutek, ki v nas povzroča željo po praskanju. Lahko je posledica bolezni kože, vzrok pa je lahko tudi nevrološki ali psihološki. Do občutka srbečice vodi več mehanizmov, ki jih v grobem lahko razdelimo na histaminergično in nehistaminergično signalno pot. Histamin s svojima receptorjema sodeluje v histaminergični signalni poti, različne druge signalne molekule, kot so na primer citokini, pa s svojimi receptorji sodelujejo v nehistaminergični signalni poti. Preko fosfolipaznega sistema te signalne molekule aktivirajo ionske kanale iz družine TRP (transient receptor potential channels), ki se odprejo in omogočijo pretok kationov v celico, kar generira akcijski potencial. Posledično se odprejo napetostno odvisni natrijevi kanali, s pomočjo katerih se signal prenese naprej. Med primarnim senzoričnim nevronom in sekundarnim nevronom se signal prenese s pomočjo nevrotransmiterja glutamata. To se zgodi v hrbtenjači. Pruritični signal se nato prenese naprej do možganov, kjer se sprocesira in povzroči srbenje. Vzroki srbečice so pogosto nejasni in prepleteni med seboj, zato je zdravljenje dostikrat zahtevno. V zadnjem času so razvili različna nova zdravila proti srbečici, ki so usmerjena v bolj specifične tarče v teh mehanizmih in so zato bolj učinkovita ter imajo manj stranskih učinkov. V marsikaterem primeru pa vseeno še vedno nimamo optimalnih rešitev za lajšanje srbečice.

==Katarina Kolbl - Molekularni mehanizmi zgodnje in pozne faze LTP==
Dolgotrajno sinaptično ojačenje (LTP-long term potentiation) je proces, ki je ključen za delovanje naših možganov, ker ima pomembno vlogo pri mehanizmih, na katerih temeljita učenje in spomin. Za LTP je značilno dolgoročno povečanje moči sinaptičnih povezav, kot posledica stimulacije nevronov. V tem seminarju so predstavljeni biokemijski procesi, ki omogočajo LTP, s poudarkom na biosignalizaciji. Signalna pot se začne z vezavo nevrotransmiterja na receptorje postsinaptične membrane, kar omogoči vstop sekundarnega obveščevalca. Aktivirajo se nadaljni encimi odgovorni za biosignalizacijske poti, ki vodijo do dolgotrajnih struktrunih sprememb v nevronih. Seminar obravnava zgodnjo in pozno fazo LTP. Za zgodnjo fazo so značilne modifikacije že obstoječih proteinov, medtem ko je za pozno fazo potrebna regulacija izražanja genov in sinteza novih proteinov. Za optimalno delovanje živčevja pa je potrebno ravnotežje med dolgotrajnim sinaptičnim ojačenjem (LTP) in slabljenjem (LTD-long term depression). LTD zmanjša moč povezav in s tem poveča prilagodljivost možganov. Razumevanje mehanizmov LTP nam da boljši vpogled v delovanje živčevja, kar lahko koristi pri razvijanju novih načinov za izboljšanje kognitivnih funkcij in zdravljenje nevrodegenerativnih bolezni.

==Veronika Štrekelj Istinič - Regulacija metabolizma piruvata in s tem povezane neurodegenerativne bolezni==
Mitohondrijski nosilec piruvata (MPC) je beljakovinski kompleks, ki omogoča transport piruvata iz medmembranskega prostora v matriks mitohondrija, kjer se piruvat vključuje v Krebsov cikel. MPC povezuje glikolitični metabolizem v citosolu s Krebsovim ciklom. Pri ljudeh je MPC sestavljen iz dveh podenot: MPC1 in MPC2, katerih delovanje je regulirano glede na prisotnost hormonov, kot sta inzulin in glukagon. Transport piruvata poteka s simportom protona ali izmenjavo s hidroksidnim ionom, pri čemer je pomemben elektrokemični gradient.
Mutacije v MPC1 lahko povzročijo resne zdravstvene težave, kot so motnje transporta piruvata, laktacidoza in nevrološke okvare. Primeri mutacij so povezani z nevrodegenerativnimi boleznimi, kot sta Alzheimerjeva in Parkinsonova bolezen, kjer je moten mitohondrijski metabolizem. Nepravilnosti v metabolizmu piruvata so značilne tudi za bolezni, kot sta Leighov sindrom in srčno popuščanje. Nevrodegenerativne bolezni, kot sta Alzheimerjeva in Parkinsonova, so povezane z disfunkcijo mitohondrijev, oksidativnim stresom in zmanjšano aktivnostjo ključnih encimov, kot je piruvat dehidrogenaza (PDH). Disregulacija teh procesov vodi do zmanjšane sinteze ATP, kar prispeva k napredovanju bolezni. PDH igra ključno vlogo v celičnem metabolizmu in je strogo reguliran z energijskimi potrebami celice, kar vpliva na homeostazo in zdravje.
Alzheimerjeva in Parkinsonova bolezen sta si zelo podobni, saj imata skupne značilnosti kot je npr. povišan ROS, hipometabolično stanje in celotno okvaro celičnega metabolizma v regijah v možganih. Pri Alzheimerjevi bolezni zaviralci acetilholinesteraze in NMDA receptorjev zmerno izboljšajo simptome, pri Parkinsonovi pa L-Dopa poveča dopamin. Vendar te terapije ne rešujejo oksidativnega stresa in hipometabolizma. Piruvat, kot antioksidant, lahko blaži oksidativni stres in ščiti nevrone, zato je obetavna možnost za prihodnje zdravljenje nevrodegenerativnih bolezni

==Tjaša Turk - Metabolni encimi z dvojno funkcijo v jedru: metabolna regulacija transkripcije genov==
Odkrito je bilo, da lahko metabolni encimi s translokacijo prehajajo iz citoplazme v jedro, kjer opravljajo nove funkcije, kot je vpliv na izražanje genov. Nekateri izmed teh encimov so ACPE-ji, ki proizvajajo acetil-CoA (v jedru) in tako vplivajo na acetilacijo histonov. Razvita je tudi teorija o vplivu jedrnih metabolnih encimov na pomembne celične funkcije kot so proliferacija, diferenciacija in odziv na stradanje. Povezava med metabolizmom in specifičnim izražanjem genov pripomore k razumevanju prilagoditev celic na spremembe v okolju in tudi v mutiranih celicah (rakavih). Zaradi kompleksnosti mehanizma in pomankanja natančnih metod, v veliki večini te hipoteze oziroma trditve še niso dokončno potrjene. Nadaljnje raziskave se usmerjajo v izdelavo novih zdravil na osnovi povezave med metabolizmom in izražanjem genov. Cilj pa je, da bi poznali točen mehanizem translokacije metabolnih encimov v jedro, saj bi s pomočjo tega lahko razvijali nova zdravila s specifičnimi zaviralci translokacije. Tako bi lahko blokirali oziroma preprečili jedrne funkcije teh encimov, vendar pa bi morali zagotoviti, da se ne spremeni njihova vloga tudi v citoplazmi in mitohondrijih.

==Mia Plantan - Vpliv intermediatov cikla citronske kisline na glavne telesne sisteme==
Krebsov cikel, znan tudi kot cikel citronske kisline ali TCA cikel, je osrednji biokemični proces, ki poteka v mitohondrijih evkariontskih celic ali citoplazmi prokariontskih celic in omogoča pretvorbo glukoze v energijo v obliki ATP. Med procesom nastajajo ključni intermediati, kot so citrat, alfa-ketoglutarat, sukcinat in malat, ki poleg vloge v pridobivanju energije, delujejo tudi kot signalne molekule in vplivajo na različne celične funkcije in fiziološke sisteme. V endokrinem sistemu intermediati uravnavajo sintezo in sproščanje hormonov ter vplivajo na energijsko homeostazo, kar je ključno za pravilno delovanje telesa. Na imunski sistem vplivajo z modulacijo vnetnih poti in uravnavanjem aktivacije imunskih celic, kar omogoča učinkovit odziv na okužbe ter zaščito pred škodljivimi patogeni. Razumevanje vpliva teh intermediatov na fiziološke sisteme odpira nove možnosti za zdravljenje bolezni, saj presnovna neravnovesja in disfunkcije Krebsovega cikla prispevajo k razvoju kroničnih vnetnih bolezni, diabetesa, avtoimunskih bolezni in raka. Z usmerjanjem v specifične presnovne poti, ki jih intermediati uravnavajo, lahko razvijemo tarčna zdravljenja za obvladovanje bolezni in izboljšanje zdravja.

==Anamarija Rozina - Kaj se v resnici dogaja med staranjem? Pomen epigenetsko regulirane mitohondrijsko-jedrne komunikacije pri procesih staranja==
Staranje, ki ga povezujemo z oslabljenim delovanjem bioloških funkcij, pojavom bolezenskih stanj in na koncu s smrtjo, obsega več med seboj kompleksno povezanih procesov; čeprav je morda staranje težko absolutno definirati, ga spremljajo obsežne epigenetske spremembe in spremembe v metabolizmu. Eden od pomembnih faktorjev pri njegovi regulaciji je mitohondrijsko-jedrna komunikacija. Mitohondriji so osrednji organeli energijskega metabolizma, večina proteinskih kompleksov, ki pri tem sodeluje, pa je kodirana v jedrni DNA. Za zagotavljanje optimalnega delovanja mitohondrijev in usklajevanje izražanja genov in translacije je zato zelo pomembna stalna komunikacija med jedrom in temi organeli. Stresne okoliščine, ki jih povzročajo motnje in nepravilno delovanje mitohondrijev, npr. porušeno razmerje metabolitov, akumulacije mtDNA mutacij, oslabljeno celično dihanje, motena homeostaza mitohondrijskih proteinov in produkcija ROS, sprožijo vrsto različnih signalov, ki te informacije prenesejo v jedro; to povzroči aktivacijo ustreznih transkripcijskih signalov za ohranjanje homeostaze mitohondrijev in posledično celic, kar pa pomembno vpliva na uravnavanje procesov staranja in dolgoživosti. Nekateri izmed regulatornih signalov, katerih vloga pri regulaciji staranja je opisana v seminarski nalogi, so metaboliti cikla citronske kisline, ROS – reaktivne kisikove zvrsti in UPRmt (angl. mitochondrial unfolded protein response) – odziv na nezvite proteine. Ti preko vrste epigenetskih modifikacij spremenijo načine izražanja genov in vplivajo na procese staranja.

==Loti Rotar - Biokemijska podlaga zlorabe trimetazidina v športu==
Trimetazidin (TMZ) je zdravilo, razvito za zdravljenje angine pektoris. Za razliko od tradicionalnih zdravil deluje prek modulacije energijskega metabolizma srčne mišice. V normalnih razmerah so glavni vir energije za srce maščobne kisline. Njihova oksidacija proizvede veliko energije, a porabi tudi veliko kisika. Z inhibicijo encima 3-ketoacil-CoA tiolaze TMZ zmanjša oksidacijo dolgoverižnih maščobnih kislin in tako poveča uporabo glukoze kot energijskega substrata. Ta presnovna sprememba zmanjša potrebo srčne mišice po kisiku in zakisanost celic, kar izboljša učinkovitost srca brez vpliva na pretok krvi. Pri vrhunskih športnikih lahko TMZ zaradi podpore aerobnemu metabolizmu zmanjša zakisanost mišic in podaljša vzdržljivost pri visoko intenzivnih aktivnostih, kar je lahko ključno na tekmovanjih, kjer odločajo tisočinke sekunde. Zaradi potencialnih možnosti izboljšanja zmogljivosti je TMZ od leta 2014 uvrščen na seznam prepovedanih snovi Svetovne protidopinške organizacije. Čeprav ni bil povezan z neposrednimi zdravstvenimi tveganji za športnike, pa uporaba substanc za izboljšanje zmogljivosti ostaja v nasprotju s športnim načelom poštene igre.

== Nika Habič - Motnje β-oksidacije in njihov vpliv na celično smrt==
Beta oksidacija maščobnih kislin je ključna za energijsko produkcijo v primeru, da je dostop do glikogena omejen. Motnje mitohondrijske oksidacije so skupina genetskih bolezni, pri katerih so prizadeti encimi in proteini, ki sodelujejo v različnih stopnjah oksidacije. To lahko povzroči zmanjšano ali neučinkovito proizvodnjo ATP. Zaradi pomankanja energije lahko pride do poškodb celic, še posebej v energetsko bolj potratnih organih, kot so jetra, srce in skeletne mišice. Motnje se pogosto izražajo v obliki nevroloških in presnovnih težav, mišični oslabelosti in utrujenosti. Zdravljenje poteka simptomatsko ter temelji na dieti.
Posamezniki z mutacijami encimov, ki sodelujejo pri oksidaciji, ne morejo razgraditi maščobnih kislin, zato se te kopičijo v tkivih. Pomankanje energijskih rezerv in toksično kopičenje različnih derivatov v mitohondrijih povzroča nastanek oksidativnega stresa. Ta nastaja tudi zaradi prekinitev v dihalni verigi in inhibicije kompleksov, potrebnih za tvorbo ATP. Oksidativna škoda nastane, ko je ravnovesje zaradi prostih radikalov med oksidanti in antioksidanti porušeno ter lahko vodi v nastanek mitohondrijskih tranzicijskih por. Vse spremembe, ki pri tem nastanejo porušijo homeostazo in vodijo v programirano celično smrt oziroma apoptozo.

== Lola Ilievska - Cancer cells dependence on fatty acid catabolism for ATP production==
Over time, many metabolic pathways have been proposed to supply cancer cells with adenosine triphosphate (ATP), the energy molecule critical for cellular function, but still, the classical theories were not satisfied by the experimental data obtained from certain researches. Thus, new explanations have emerged to explain the ATP supply in cancer, including metabolic reprogramming in the tumor microenvironment. Moreover, substantial evidence suggests that obesity, particularly resulting from a high-fat diet, significantly promotes cancer progression and development, with findings indicating that fatty acids (FA) are the primary energy source fueling tumor growth in such cases. In addition, it has become clear that tumor cells exhibit plasticity in fatty acid metabolism to facilitate aggression and treatment resistance. These researches can lead to the detailed discovery of the metabolic pathways of fatty acid catabolism in cancer cells. Therefore, exploring the targets of FA metabolism in cancer to improve the efficiency of cancer therapy or to create new types of drugs is of great interest.

== Nina Kokalovikj - AMPK v možganih: njegova vloga pri metabolizmu glukoze in živčnem metabolizmu==
AMPK (od AMP odvisna kinaza) je esencialni encim, ki je izjemno pomemben pri celičnem metabolizmu. S svojo regulacijsko funkcijo skrbi, da celica vzdržuje zadostni nivo energije in hranilnih snovi za nemoteno delovanje. AMPK je alosterično reguliran encim. Odziva se na signale, ki nastanejo zaradi razlike v koncentraciji molekul adeninskih nukleotidov AMP:ATP in ADP:ATP. Vezava molekul AMP in ADP na AMPK povzroči vrsto konformacijskih sprememb. Najprej fosforilacijo ostanka treonina v aktivnem mestu, Thr-172, ki omogoča, da protein ostane v aktivni obliki in ga ščiti pred fosfatazami. Ta protein je mogoče najti v različnih tkivih. Eden od njih so možgani, kjer ima hipotalamus ključno vlogo. Natančneje v nevronih in astrocitih, kjer je njegova funkcija povezana z nadzorom vnosa glukoze, uravnavanjem apetita in njegovega metabolizma. Možgani in centralni živčni sistem namreč uporabljajo samo energijo, ki izvira iz glukoze.
AMPK poveča glikolizo s povečanjem privzema glukoze v celico s fosforilacijo proteinа TXNIP, kar povzroči translokacijo prenašalcev glukoze (GLUT1 ali 3) na plazmalemi. Aktivira encime, kot so: fosfofruktokinaza-1, piruvat kinaza in heksokinaza. Nadaljnje raziskave in študije v smeri AMPK pomagajo najti in razviti ustrezno zdravljenje nekaterih nevrodegenerativnih bolezni, pri čemer izkoriščajo njegov terapevtski potencial in metabolitsko regulativno vlogo.

== Hana Vozelj - Urea transportni proteini kot tarče za razvoj diuretikov ==
Urea, polarna molekula, nastaja kot produkt presnove dušika v jetrih in se izloča preko ledvic. Zaradi svoje polarnosti težko prehaja čez lipidno membrano, zato potrebuje posebne transportne proteine, imenovane urea transporterji (UT), ki omogočajo njen prehod. UT-ji se delijo na dve družini: UT-A in UT-B. Nahajajo se predvsem v ledvicah, kjer so ključni za nastanek koncentriranega urina, saj omogočajo recikliranje uree in ustvarjanje osmotskega gradienta, ki spodbuja reabsorpcijo vode, najdemo pa jih tudi v drugih tkivih. Raziskave so pokazale, da inhibitorji urea transporterjev (UT) delujejo kot diuretiki s posebnim mehanizmom, ki omogoča izločanje vode brez stranskih učinkov na ravnovesje soli in elektrolitov v telesu. Inhibitorji, kot je UTBinh-14 in UTAinh-E02, so pokazali visoko selektivnost in učinkovitost v zgodnjih študijah, zlasti na UT-A1 in UT-B, ki sta ključna za koncentriranje urina. UT inhibitorji zato predstavljajo obetaven pristop k diuretični terapiji, ki cilja na specifične mehanizme v ledvicah in bi lahko v kombinaciji s tradicionalnimi diuretiki izboljšali učinkovitost zdravljenja pri bolnikih, ki slabo reagirajo na običajne diuretike.

BIO2 Seminar 2024

2024-11-14T15:42:49Z

HVozelj:

= Biokemijski seminar =
doc. dr. Gregor Gunčar, K2.022

== Seznam seminarjev ==
{| {{table}}
! ime in priimek !! poglavje !! naslov seminarja !! recenzent 1 !! recenzent 2 !! datum oddaje !! datum recenzije !! datum predstavitve
|-
| Markun, Maša || 12 || Kako pride do srbečice: mehanizmi in molekule || Šinkovec, Jedrt || Kranjc, Lana || 14/10/2024 || 15/10/2024 || 16/10/2024
|-
| Kafol, Ema || 12 || Sonic Hedgehog signalna pot in njena povezava z depresijo || Kos, Aljaž || Kranjc, David || 14/10/2024 || 15/10/2024 || 16/10/2024
|-
| Špegel, Art || 12 || || Prodan, Neja || Zajc, Blaž || 14/10/2024 || 15/10/2024 || 16/10/2024
|-
| Kolbl, Katarina || 12 || Molekularni mehanizmi zgodnje in pozne faze LTP || Volovšek, Samo || Vince, Sara || 14/10/2024 || 15/10/2024 || 16/10/2024
|-
| Škarabot, Vita || 12 || Signalizacija sladkega okusa: signalne poti in regulatorni mehanizmi || Planinc, Luka || Schrader, Katja || 14/10/2024 || 15/10/2024 || 16/10/2024
|-
| Mramor, Zoja || 12 || Etilenska signalizacija v rastlinah || Traven, Lana || Šinkovec, Jedrt || 21/10/2024 || 22/10/2024 || 23/10/2024
|-
| Tanko, Lan || 12 || Proteaze kot nepogrešljivi členi umetnih signalnih poti || Sušnik, Rok || Kos, Aljaž || 21/10/2024 || 22/10/2024 || 23/10/2024
|-
| Kadunc, Nika || 12 || || Šuštar, David || Prodan, Neja || 21/10/2024 || 22/10/2024 || 23/10/2024
|-
| Krašna, Matic || 12 || Vloga receptorjev za rastni hormon pri zdravljenju sladkorne bolezni || Škerjanc, Žana || Volovšek, Samo || 21/10/2024 || 22/10/2024 || 23/10/2024
|-
| Kranjc, Tadej || 12 || Pomembnost mTORC1 v fitnesu: Njegova funkcija in delovanje || Šavli, Vita || Planinc, Luka || 21/10/2024 || 22/10/2024 || 23/10/2024
|-
| Mataln Smehov, Ema Agrafena || 14-15 || Vloga encima PFKFB3 in povečane glikolitične aktivnosti pri sepsi || Markun, Maša || Traven, Lana || 28/10/2024 || 29/10/2024 || 30/10/2024
|-
| Drobne, Manja || 14-15 || Stranski produkti glikolize in njihovo odstranjevanje || Kafol, Ema || Sušnik, Rok || 28/10/2024 || 29/10/2024 || 30/10/2024
|-
| Turk, Tjaša || 14-15 || || Špegel, Art || Šuštar, David || 28/10/2024 || 29/10/2024 || 30/10/2024
|-
| Savič, Laura || 14-15 || Vloga glikolize pri razvoju ateroskleroze || Kolbl, Katarina || Škerjanc, Žana || 28/10/2024 || 29/10/2024 || 30/10/2024
|-
| Kokalovikj, Nina || 14-15 || || Škarabot, Vita || Šavli, Vita || 28/10/2024 || 29/10/2024 || 30/10/2024
|-
| Rozina, Anamarija || 16 || || Mramor, Zoja || Markun, Maša || 04/11/2024 || 05/11/2024 || 06/11/2024
|-
| Hočevar, Toni || 16 || || Tanko, Lan || Kafol, Ema || 04/11/2024 || 05/11/2024 || 06/11/2024
|-
| Štrekelj Istinič, Veronika || 16 || Regulacija metabolizma piruvata in s tem povezane nevrodegenerativne bolezni || Kadunc, Nika || Špegel, Art || 04/11/2024 || 05/11/2024 || 06/11/2024
|-
| Kovačič, Nejc || 16 || || Krašna, Matic || Kranjc, David|| 04/11/2024 || 05/11/2024 || 06/11/2024
|-
| Plantan, Mia || 16 || Vpliv intermediatov Krebsovega cikla na glavne telesne sisteme || Kranjc, Tadej || Škarabot, Vita || 04/11/2024 || 05/11/2024 || 06/11/2024
|-
| Ilievska, Lola || 17 || || Mataln Smehov, Ema Agrafena || Mramor, Zoja || 11/11/2024 || 12/11/2024 || 13/11/2024
|-
| Rotar, Loti || 17 || Biokemijska podlaga zlorabe trimetazidina v športu || Drobne, Manja || Tanko, Lan || 11/11/2024 || 12/11/2024 || 13/11/2024
|-
| Habič, Nika || 17 || Motnje β-oksidacije in njihov vpliv na celično smrt || Turk, Tjaša || Kadunc, Nika || 11/11/2024 || 12/11/2024 || 13/11/2024
|-
| Kek, Zala || 17 || || Savič, Laura || Krašna, Matic || 11/11/2024 || 12/11/2024 || 13/11/2024
|-
| Žerovnik, Klara || 17 || || Kokalovikj, Nina || Kranjc, Tadej || 11/11/2024 || 12/11/2024 || 13/11/2024
|-
| Marovt, Hana || 18 || || Rozina, Anamarija || Mataln Smehov, Ema Agrafena || 18/11/2024 || 19/11/2024 || 20/11/2024
|-
| Poklečki, Žiga|| 18 || || Hočevar, Toni || Drobne, Manja || 18/11/2024 || 19/11/2024 || 20/11/2024
|-
| Dolinšek, Julija || 18 || || Štrekelj Istinič, Veronika || Turk, Tjaša || 18/11/2024 || 19/11/2024 || 20/11/2024
|-
| Likar Ivanov, Jana || 18 || || Kovačič, Nejc || Savič, Laura || 18/11/2024 || 19/11/2024 || 20/11/2024
|-
| Vozelj, Hana || 18 || Urea transportni proteini kot tarče za razvoj diuretikov || Plantan, Mia || Kokalovikj, Nina || 18/11/2024 || 19/11/2024 || 20/11/2024
|-
| Kos, Žan || 19 || || Ilievska, Lola || Rozina, Anamarija || 25/11/2024 || 26/11/2024 || 27/11/2024
|-
| Lenart, David || 19 || || Rotar, Loti || Hočevar, Toni || 25/11/2024 || 26/11/2024 || 27/11/2024
|-
| Kragelj, Sara || 19 || || Habič, Nika || Štrekelj Istinič, Veronika || 25/11/2024 || 26/11/2024 || 27/11/2024
|-
| Črv, Urban || 19 || || Kek, Zala || Kovačič, Nejc || 25/11/2024 || 26/11/2024 || 27/11/2024
|-
| Funa, Hana || 19 || || Žerovnik, Klara || Plantan, Mia || 25/11/2024 || 26/11/2024 || 27/11/2024
|-
| Velkavrh, Tjaša || 20 || || Marovt, Hana || Ilievska, Lola || 02/12/2024 || 03/12/2024 || 04/12/2024
|-
| Ljubič, Nejc || 20 || || Poklečki, Žiga || Rotar, Loti || 02/12/2024 || 03/12/2024 || 04/12/2024
|-
| Pintar, Manca || 20 || || Dolinšek, Julija || Habič, Nika || 02/12/2024 || 03/12/2024 || 04/12/2024
|-
| Pepelnjak, Tinkara || 20 || || Likar Ivanov, Jana || Kek, Zala || 02/12/2024 || 03/12/2024 || 04/12/2024
|-
| Gajanović, Sanja || 20 || || Vozelj, Hana || Žerovnik, Klara || 02/12/2024 || 03/12/2024 || 04/12/2024
|-
| Kovačič, Maša || 21 || || Kos, Žan || Marovt, Hana || 21/12/2023 || 22/12/2023 || 11/12/2024
|-
| Marinko, David || 21 || || Lenart, David || Poklečki, Žiga || 21/12/2023 || 22/12/2023 || 11/12/2024
|-
| Žavcer, Saška || 21 || || Kragelj, Sara || Dolinšek, Julija || 21/12/2023 || 22/12/2023 || 11/12/2024
|-
| Tepuš, Taja || 21 || || Črv, Urban || Likar Ivanov, Jana || 21/12/2023 || 22/12/2023 || 11/12/2024
|-
| Pajnič, Neja || 21 || || Funa, Hana || Vozelj, Hana || 21/12/2023 || 22/12/2023 || 11/12/2024
|-
| Kranjc, Lana || 22 || || Velkavrh, Tjaša || Kos, Žan || 16/12/2024 || 17/12/2024 || 18/12/2024
|-
| Kranjc, David || 22 || || Ljubič, Nejc || Lenart, David || 16/12/2024 || 17/12/2024 || 18/12/2024
|-
| Zajc, Blaž || 22 || || Pintar, Manca || Kragelj, Sara || 16/12/2024 || 17/12/2024 || 18/12/2024
|-
| Vince, Sara || 22 || || Pepelnjak, Tinkara || Črv, Urban || 16/12/2024 || 17/12/2024 || 18/12/2024
|-
| Schrader, Katja || 22 || || Gajanović, Sanja || Funa, Hana || 16/12/2024 || 17/12/2024 || 18/12/2024
|-
| Šinkovec, Jedrt || 23 || || Kovačič, Maša || Velkavrh, Tjaša || 06/01/2025 || 07/01/2025 || 08/01/2025
|-
| Kos, Aljaž || 23 || || Marinko, David || Ljubič, Nejc || 06/01/2025 || 07/01/2025 || 08/01/2025
|-
| Prodan, Neja || 23 || || Žavcer, Saška || Pintar, Manca || 06/01/2025 || 07/01/2025 || 08/01/2025
|-
| Volovšek, Samo || 23 || || Tepuš, Taja || Pepelnjak, Tinkara || 06/01/2025 || 07/01/2025 || 08/01/2025
|-
| Planinc, Luka || 23 || || Pajnič, Neja || Gajanović, Sanja || 06/01/2025 || 07/01/2025 || 08/01/2025
|-
| Traven, Lana || 23 || || Kranjc, Lana || Kovačič, Maša || 13/01/2025 || 14/01/2025 || 15/01/2025
|-
| Sušnik, Rok || 23 || || Kolbl, Katarina || Marinko, David || 13/01/2025 || 14/01/2025 || 15/01/2025
|-
| Šuštar, David || 23 || || Zajc, Blaž || Žavcer, Saška || 13/01/2025 || 14/01/2025 || 15/01/2025
|-
| Škerjanc, Žana || 23 || || Vince, Sara || Tepuš, Taja || 13/01/2025 || 14/01/2025 || 15/01/2025
|-
| Šavli, Vita || 23 || || Schrader, Katja || Pajnič, Neja || 13/01/2025 || 14/01/2025 || 15/01/2025
|}

*številka v okencu za temo pomeni poglavje v Lehningerju, v katerega naj izbrana tema spada
Razporeditev je začasna in se lahko še spremeni, načeloma pa se termini do vključno 18. poglavja ne bodo spreminjali.
Prosim, da mi sporočite morebitne napake ali če vas nisem razporedil.

== Gradivo za predavanja ==
Gradivo za predavanja in seminarje najdete na http://bio.ijs.si/~zajec/bio2/
username: bio2
password: samozame

==Naloga==
'''Vaša naloga za seminar je: '''
Samostojno pripraviti seminar o seminarski temi, ki vam je bila dodeljena. Za osnovo morate vzeti pregledni članek iz revije, ki ima faktor vpliva nad 5 (npr. [http://www.sciencedirect.com/science/journal/09680004/ TIBS]. Poiskati morate še vsaj tri znanstvene članke, ki se nanašajo na opisano temo, in jih uporabiti kot podlago za seminarsko nalogo! Članki so dostopni [https://libgen.is/ tukaj].

Za pripravo seminarja velja naslednje: 
* [[BIO2 Povzetki seminarjev 2024|Povzetek seminarja]] opišete na wikiju '''v 200 besedah''' (+- dvajset besed) - najkasneje do dne, ko morate oddati seminar recenzentom. Pvzetek je tudi del pisnega izdelka.
* Povezavo do povzetka vnesete v tabelo seminarjev tekočega letnika.
* Seminar pripravite v obliki seminarske naloge na ~5–12 straneh A4 (pisava 12, enojni razmak, 2,5 cm robovi). Obseg seminarja naj bo 2700 do 3000 besed , a ne več kot 3500 besed. Seminarska naloga mora vsebovati najmanj tri slike, bolje več. Eno sliko morate narisati sami in to pod sliko posebej označiti. Slika mora imeti legendo in v besedilu mora biti na ustreznem mestu sklic na sliko. 
* Seminar oddajte do datuma oddaje, ki je naveden v tabeli, v elektronski obliki z uporabo [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/ tega obrazca].
* Vsi seminarji so v elektronski obliki dostopni [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/bioseminar/ tukaj].
* Recenzenti do dneva, določenega v tabeli, določijo popravke (v elektronski obliki) in podajo oceno pisnega dela. Popravljen seminar oddajte z uporabo [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/ tega obrazca].
* Ustna predstavitev sledi na dan, ki je vpisan v tabeli. Za predstavitev je na voljo 15 minut. Recenzenti morajo biti na predstavitvi prisotni.
* Predstavitvi sledi razprava. Recenzenti podajo oceno predstavitve in postavijo najmanj dve vprašanji. Vsi ostali morajo postaviti še dve dodatni vprašanji v okviru celega seminarskega obdobja. Vprašanja, ki ste jih postavili, vpišite na [https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSdV9OFlNzI3XyS8FRGnuIbG89gwH_36uwz29ocigV--2CXSbQ/viewform tukaj].
* Na dan predstavitve morate docentu še pred predstavitvijo oddati končno (popravljeno) in natisnjeno verzijo seminarja v enem izvodu, elektronsko verzijo seminarja in predstavitev pa oddati na strežnik na dan predstavitve do polnoči.
* Seminarska naloga in povzetek morajo biti v slovenskem jeziku, razen za študente, katerih materni jezik ni slovenščina. Ti lahko oddajo seminar v angleškem jeziku.

==Imena datotek==
Prosim vas, da vse datoteke, ki mi jih pošiljate, poimenujete po naslednjem receptu:
* 312_BIO_Priimek_Ime.docx za seminar, npr. 312_BIO_Guncar_Gregor.docx
* 312_BIO_Priimek_ime_final.docx za končno verzijo seminarja
* 312_BIO_Priimek_Ime_rec_Priimek2.docx za recenzijo, kjer je Priimek2 priimek recenzenta, npr. 312_BIO_Guncar_Gregor_rec_Scott.docx (če se pišete Scott in odajate recenzijo za seminar, ki ga je napisal Gunčar)
* 312_BIO_Priimek_Ime.pptx za prezentacijo, npr 312_BIO_Guncar_Gregor.pptx
* 312_BIO_Priimek_ime_poprava.doc(x) za popravljeno končno verzijo seminarja, če so popravki manjši

==Ocenjevanje seminarjev==
Recenzenti ocenijo seminar tako, da izpolnijo [https://docs.google.com/forms/d/1EQDYwFO-DEzZ2R7jf8DhLqIeV4FFxRd3-ScceEASpt4/viewform recenzentsko poročilo] na spletu. Recenzentsko poročilo morate oddati najkasneje do 21:00, en dan pred predstavitvijo seminarja.

== Mnenje o predstavitvi ==
Vsak posameznik odda svoje mnenje o predstavitvi takoj po predstavitvi z online glasovanjem.

==Urejanje spletnih strani na wikiju==
Wiki so razvili zato, da lahko spletne vsebine ureja vsakdo. Ukazi so preprosti, dokler si ne zamislite česa prav posebnega. Vseeno pa je Word v primerjavi z wikijem pravo čudežno orodje ... Če imate težave z oblikovanjem besedila, si preberite poglavje o urejanju wiki-strani na Wikipediji ([http://en.wikipedia.org/wiki/Help:Editing tule] v angleščini in [http://sl.wikipedia.org/wiki/Wikipedija:Urejanje_strani tu] v slovenščini). Pomaga tudi, če pogledate, kako je zapisana kakšna stran, ki se vam zdi v redu: kliknite na zavihek 'Uredite stran' in si poglejte, kako so vpisane povezave, kako nov odstavek in podobno. ''Na koncu seveda pod oknom za urejanje kliknite na 'Prekliči'.''

==Citiranje virov==
V seminarskih nalogah uporabljajte način citiranja, ki je predpisan za [https://fkkt.uni-lj.si/fileadmin/datoteke/1-O_fakulteti/3-Pravilniki__akti/2_stopnja_Pravilnik_Priloge/Navodila_za_izdelavo_dipl_mag_dela_PB3.pdf diplomska in magistrska dela na FKKT].
Temeljno načelo je, da je treba vir navesti na tak način, da ga je mogoče nedvoumno poiskati.