Прион

от Уикипедия, свободната енциклопедия

Прионът (думата е изкована в като съкращение от протеинна инфекциозна частица) е необикновен вид инфекциозен агент, който се състои само от белтък. Прионите са ненормално-структурирани (пространствено нагънати) форми на белтъците на организма-хазяин, които са способни да преобразуват структурата на нормалните белтъчни молекули в подобна на своята ненормална структура. Въпреки че точният механизъм на действието и разпространението им не е познат, понастоящем широко се приема, че те са причинители на извесни от преди, но слаборазбираеми болести, обикновено класифицирани като трансмисивни спонгиформни енцефалопатии (TSE), между които скрейпи (болест по овцете), алеутска болест по норките, изтощителна болест по лосовете, куру (разпространена сред канибалското в миналото племе Форе в Папуа-Нова Гвинея), болест на Кройцфелд-Якоб (CJD), синдром на хроничното изтощение (CWD), фатално фамилно безсъние (FFI), синдром на Герстман-Щрауслер-Шайнкер (GSS) и спонгиформна енцефалопатия по говедата (BSE или „луда крава“). Тези болести засягат структурата на мозъчната тъкан и всички са фатални и нелечими.

Засега за всички открити приони се смята, че инфектират и се разпространяват чрез образуване на амилоидна гънка. Но тъй като всяка инфекциозна белтъчна частица може да се определи като прион, са възможни и други механизми.

[редактиране] PrP и прионната хипотеза

Теорията, че ТСЕ се причиняват от инфекциозен агент, съдържащ единствено белтък съществува от 60-те години на миналия век. Тази теория е създадена, за да се обясни откритието, че тайнственият инфекциозен агент, причиняващ болестта на Кройцфелд-Якоб, е устойчив на ултравиолетови лъчи (които разрушават нуклеиновите киселини), но е податлив на агенти, разрушаващи белтъците. Пробивът настъпва през 1982 г., когато изследователи, ръководени от Стенли Прусинър от Калифорнийския университет в Сан Франциско, пречистват инфекциозен материал и потвърждават, че инфекциозният агент се състои главно от специфичен белтък. Прусинър изковава думата „прион“ като наименование на инфекциозния агент като комбинира първите срички на думите „протеинов“ и „инфекциозен“. Инфекциозният агент бил наречен „прион“, а специфичният белтък, от който е съставен, бил наречен PrP. Стенли Прусинър получава Нобелова награда по физиология и медицина през 1997 г. за това изследване.

По-нататъшните изследвания показват, че PrP се намира в тялото дори на здрави хора и животни. Но PrP, намерен в инфекциозен материал (т.е. PrP, образуващ прионите) има различна пространствена структура и е устойчив на протеазите — ензими, които могат да разлагат белтъци. Нормалната форма на белтъка се нарича PrPC, а инфекциозната форма се нарича PrPSc — „C“ обозначава клетъчен PrP, а „Sc“ идва от „скрапия“ — прионно заболяване по овцете. PrPC се намира върху мембраните на клетките, но нормалната му функция не е напълно установена. След предлагането на оригиналната хипотеза е открит гена за PrP — PRNP генът. Някои ТСЕ могат да се наследяват и във всички наследени случаи има мутация в PRNP гена. Установени са много различни PRNP мутации и се смята, че мутациите по някакъв начин увеличават вероятността PrPC спонтанно да се превърне в PrPSc. Трябва да се отбележи, обаче, че ТСЕ са единствените болести, които могат да са спорадични (случайно проявени), генетчни или инфекциозни.

Въпреки че идентичността и основните свойства на прионите сега са добре познати, механизмът на прионната инфекция и размножаване остава тайна. Обикновено се приема, че PrPSc взаимодейства пряко с PrPC, за да го накара да промени структурата си. Една идея, хипотезата „Белтък Х“, е, че някакъв все още неоткрит клетъчен белтък (белтък X) прави преобразуването на PrPC в PrPSc възмижно, като събира по една молекула от двата в комплекс.

Преди прозрението на Прусинър всички познати патогени (бактерии, вируси и др.) са съдържали нуклеинови киселини, необходими за възпроизводството. Прионната хипотеза е била много спорна, защото на пръв поглед противоречала на „главната догма на съвременната биология“, според която всички живи организми използват нуклеинови киселини, за да се размножават. Хипотезата „само белтък“ — че един белтък (който, за разлика от ДНК няма очевидни средства за размножение) би могъл да се възпроизведе — първоначално е посрещната със склептицизъм. Но свидетелства в полза на тази хипотеза се натрупват постоянно и сега тя е широко приета. Вместо да противоречи на централната роля на ДНК, прионната хипотеза предлага един специален случай, при който просто промяната на формата на един белтък (без промяна на неговата аминокиселинна последователност) може да промени биологическите му свойства.

Естествената функция на PrP в клетката все още не е известна напълно. Нокаутите при мишки практически не оказват никакъв ефект върху организма.