Manik-manik RNA di mitokondria

Mitokondria adalah untuk sel yang merupakan pembangkit tenaga untuk kota: mereka menyediakan energi yang dibutuhkan untuk banyak reaksi kimia dalam metabolisme. Ia diperkirakan ditemukan di sel-sel hampir semua organisme eukariotik – termasuk hewan, tumbuhan dan jamur – sekitar 1,5 miliar tahun yang lalu karena penyerapan satu bakteri oleh sel lain yang lebih besar. Awal dari hubungan simbiosis yang panjang. Mitokondria memiliki kekhasan bahwa mereka memiliki DNA sendiri, yang ditransmisikan secara eksklusif oleh garis induk. Pada tahun 2013, Jean-Claude Martinou, dari Universitas Jenewa, dan rekannya mengamati bahwa RNA, karena transkripsi DNA, terakumulasi di mitokondria bersama dengan protein lain dalam bentuk butiran. Tetapi karakteristik yang terakhir dan dinamikanya belum ditentukan. Tim Jean-Claude Martinou dan tim Suliana Manley, dari Institut Teknologi Federal Swiss di Lausanne, bergabung untuk mengamati bagian dalam mitokondria dalam sel hidup dan membuka tabir untuk pengaturan informasi genetik.

Untuk mengamati butiran ini dalam sel hidup yang berfungsi, ahli biofisik harus melewati rintangan penting: ukurannya yang kecil. Memang, batas difraksi yang melekat dalam hukum fisika membuat tidak mungkin untuk membedakan detail suatu benda yang besarnya kurang dari setengah panjang gelombang cahaya yang digunakan untuk mengamatinya. Namun, radiasi dengan panjang gelombang pendek, seperti ultraviolet, sangat energik dan merusak organisme hidup, terutama materi genetiknya. Oleh karena itu, perlu untuk mempelajarinya dalam cahaya tampak, yang panjang gelombangnya berkisar antara 400 hingga 800 nanometer. Oleh karena itu, teknik mikroskop konvensional tidak memungkinkan untuk mengamati dengan jelas detail yang lebih kecil dari 200 nanometer. Untungnya, apa yang disebut teknik mikroskop “resolusi-super” memungkinkan untuk mengatasi fenomena difraksi dalam kondisi tertentu.

Dengan menggunakan teknik ini, ahli biofisika dengan hati-hati memeriksa arsitektur nanometrik manik-manik RNA mitokondria. Yang terakhir, berukuran sekitar 130 nanometer, RNA kompak terlipat menjadi awan protein, yang semuanya membentuk semacam tetesan cairan yang stabil.

Butiran ini, yang didistribusikan secara merata ke seluruh mitokondria, mampu dengan cepat bertukar, menyatukan, atau membagi komponennya. Namun, ini berisi informasi genetik yang dibutuhkan untuk menghasilkan protein yang terlibat dalam produksi energi di dalam sel. Organisasi mereka yang fleksibel dan dinamis memungkinkan untuk memahami mengapa mitokondria adalah pembangkit energi yang efisien.

Penting untuk mempelajari mitokondria secara mendetail, karena disfungsi mereka dalam sel yang membutuhkan banyak energi – seperti otot, jantung, atau sel otak – dapat menyebabkan sejumlah penyakit serius. Pengetahuan tentang aksi mitokondria di masa depan memungkinkan kita untuk mempertimbangkan metode baru untuk memerangi penyakit ini.