Embora pensemos nas plantas como estacionárias, isso não significa que sejam passivas. Uma planta precisa ser capaz de reagir ao seu ambiente. Freqüentemente, os sinais são enviados na forma de metabólitos, pequenas moléculas que podem ser transmitidas entre as células. Mas como as células reagem aos metabólitos, para mudar o comportamento de uma planta? Um novo artigo na Plant Physiology mostra que as células podem usar ribossomos como sensores para muitos metabólitos.

Se o DNA é o plano arquitetônico de um organismo, então os ribossomos são os construtores das células que convertem os planos em proteínas. O DNA cria o RNA mensageiro, geralmente escrito mRNA. O ribossomo corre ao longo do mRNA, lendo-o e criando proteínas a partir de aminoácidos à medida que avança. Portanto, não é apenas o DNA em um núcleo que importa. As plantas também precisam do ribossomo para expressar os genes do DNA em proteínas.

Não é uma simples questão de mRNA se tornar a base de uma proteína. 20%-50% do mRNA contém uma sequência chamada quadro de leitura aberto upstream, abreviado para uORF. Esses uORFs geralmente impedem que uma sequência de mRNA seja traduzida. Nas plantas, os biólogos encontraram um grupo de uORFs que as plantas compartilham. Eles foram herdados de um ancestral comum e foram conservados por seus descendentes, o que sugere que eles fazem um trabalho importante que as plantas precisam. Como esses uORFs são baseados em peptídeos, blocos de construção que o ribossomo usa para construir proteínas, esses uORFs são chamados Peptídeos conservados uORFs, ou CPuORFs.

van der Horst e seus colegas têm observado esses CPuORFs para ver como eles interagem com o ribossomo e descobriram que não fazem isso sozinhos. É aqui que entram os metabólitos. Na presença de alguns metabólitos, como sacarose, poliamina ou ascorbato, o CPuORF bloqueia o ribossomo. Quando o ribossomo para, ele nunca chega ao ORF principal (mORF) para começar a traduzir o mRNA em uma proteína.

Isso significa que o ribossomo é efetivamente a maneira como uma célula sente e reage ao seu ambiente externo. Quando os metabólitos são produzidos ou entram em uma célula, eles estão em posição de se ligar ao ribossomo e, combinados com os CPuORFs, regulam a tradução gênica. Isso muda as proteínas que a planta produz para reagir ao seu ambiente. Essa ação mostra um mecanismo para os metabólitos regularem diretamente a expressão gênica, e a natureza altamente conservada dos CPuORFs sugere que essa é uma ferramenta fundamental para as plantas.

Muitos CPuORFs diferentes estão presentes nas plantas e, possivelmente, cada um reage a um metabólito específico, tornando o ribossomo um metabólito multissensor.