Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

С чего начинается синтез белка

27.01.2011 Наука и жизнь

Ученые из Москвы уточнили картину молекулярных сигналов на начальных этапах протеинового синтеза.

Мы, как мы знаем, приблизительно на 65 процентов складываемся из воды, но следом за водой идут белки, составляющие 20 процентов массы тела. Информация о белках зашифрована в ДНК, в виде последовательности четырёх химических «букв» (азотистых оснований аденина, тимина, цитозина и гуанина), и чтобы информация превратилась в настоящую протеиновую молекулу, должна быть проделана достаточно непростая молекулярная работа.

Молекулярная схема рибосомы: рибосомная РНК (светло синий нити), практически скрыта под молекулами рибосомных белков. (Иллюстрация Evolution Tale / Flickr.com.) Рибосома движется по матричной РНК в отыскивании точки, с которой ей предстоит начать синтез белка. (Иллюстрация Сергей Дмитриев / НИИ физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского, МГУ) Рибосомы, синтезирующие протеиновые молекулы на ленте матричной РНК. (Фото Dr. Donald FawcettKiseleva / Visuals Unlimited / Corbis.) Схематическое изображение громадной и малой рибосомных субчастиц. (Фото Cecilia Stevens / Flickr.com.)‹ ›

С чего начинается синтез белка

В случае если клетке нужен какой-то белок, она сперва делает копию с того участка в ДНК, в которой требуемый белок записан – на ДНК синтезируется молекула матричной, либо информационной, РНК с нужным куском генетического «текста». Говоря на языке молекулярной биологии, происходит транскрипция, и сущность её, грубо говоря, в том, дабы с ДНК сделать РНК-ксерокс.

А вот позже наступает черёд фактически синтеза белка, либо трансляции: к ленте РНК прикрепляется громадной и сложный агрегат называющиеся рибосома. Так именуют надмолекулярный комплекс, образованный несколькими молекулами особых РНК и целой кучей связанных с этими РНК белков. Работу рибосом возможно сравнить с машиной, которая в соответствии с генетической инструкцией собирает из мономеров-аминокислот полимерную протеиновую молекулу.

Но, как и во всяком деле, тут необходимо знать, с чего начать и чем закончить.

Логично было бы высказать предположение, что, раз у ленты информационной РНК имеется конец и начало, то прямо с начального её финиша и необходимо включать протеиновый синтез. Но в силу различных обстоятельств те информационные РНК, каковые синтезируются в эукариотических клетках (а люди, животные, растения относятся к эукариотам), имеют в собственном начале маленькой запуск, последовательность, в которой никакой протеиновой информации нет.

Другими словами представьте, к примеру, что вы держите в руках лист бумаги с плотным текстом, собранным без пробелов и знаков препинания, и, дабы что-то из него осознать, его направляться просматривать со слова «старт». Но «старт» стоит не в начале, а чуть позднее, и его необходимо ещё заметить. Вот как раз такую задачу и решает рибосома перед тем, как начать синтез белка.

Как всё происходит? Тут нужны новые молекулярные подробности: рибосома в действительности складывается из двух модулей-субчастиц, громадной и малой, каковые перед тем, как сесть на ленту РНК, разделяются. Первой на РНК приземляется малая субчастица, и она же позже начинает искать точку старта.

В этом ей оказывает помощь целая компания особых белков, именуемых факторами инициации трансляции, либо, иными словами, протеиновыми молекулами, обслуживающими начало синтеза белка. Их много, и для большей наглядности их возможно сравнить с аппаратами-лоцманами, каковые в каком-нибудь фантастическом фильме подводят громадный, идущий на посадку космический корабль к верной посадочной площадке – с той отличием, что сейчас данный корабль ещё куда-то отправится по земле, и лоцманам нужно будет вести его и дальше.

Сев на РНК, малая субчастица рибосомы начинает сканировать её в отыскивании особой последовательности генетических букв, обозначающих «старт» (и заодно, кстати, кодирующих первую аминокислоту будущей протеиновой молекулы). Но таких «стартов» на пути едущей по РНК малой рибосомной субчастицы возможно несколько и не два, а вот верный среди них – лишь один. Считается, что верный «старт» – он более «привлекательный», наткнувшись на него, сканирующая молекулярная машинерия легко задерживается.

И вот необходимое стартовое слово определено, и что происходит дальше? Один из белков-лоцманов (то бишь факторов инициации) держит при себе молекулу ГТФ (гуанозинтрифосфат), которая частенько употребляется в самых различных молекулярных реакциях в качестве сигнала. В то время, когда приходит время, от ГТФ отсоединяется один остаток фосфорной кислоты.

Распад ГТФ заставляет блоки протеиновых молекул сдвигаться относительно друг друга – молекулярная машина перестраивается и делается готовой к исполнению следующих задач. В целом, в известной степени огрубляя, ГТФ возможно сравнить с сигнальной ракетой.

Возвратимся к рибосоме (правильнее, к её малой субчастице), которая определила на матричной РНК точку старта. Считается, что последовательность событий тут такая: распознавание стартового «слова» приводит к распаду ГТФ (другими словами «запуск сигнальной ракеты»), по окончании чего белки-лоцманы, висящие на малой субчастице, разбегаются, дабы к ней имела возможность пристыковаться громадная субчастица. (Стыковка происходит снова же посредством дополнительных обслуживающих белков и снова же с распадом ещё одной молекулы ГТФ.) И вот сейчас полная рибосома, грамотный громадным и малым «модулями», начинает просматривать генетический текст и собирать в соответствии с ним протеиновую молекулу.

 Но результаты сотрудников лаборатории Ивана Николаевича Шатского из Университета НИИ физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского, размещённые в Nucleic Acids Research, заставляют обрисованную картину пара пересмотреть. Не будем углубляться в тонкости способов, каковые исследователи применяли в работе. Сходу перейдём к выводам: по новым данным, распад ГТФ, что, как считалось, удостоверяет узнавание места старта, в действительности происходит до этого.

Другими словами целый молекулярный агрегат, наткнувшись на участок в РНК, что с большой возможностью есть настоящим стартом, обращается с ГТФ – а правильнее, к тем белкам, каковые несут ответственность за её распад. В случае если ГТФ гидролизовалась, то начнётся синтез белка, в случае если нет, то пускай тут будет хоть трижды «старт», рибосомный небольшой модуль проедет дальше.

Но о чём тогда сигнализирует «сигнальная ракета»? Тут необходимо отыскать в памяти ещё раз про факторы инициации белки-лоцманы. Распад, гидролиз ГТФ зависит от присутствия сходу двух белков, и, в случае если какого-либо из них не достаточно, не будет никакой «сигнальной ракеты». Иными словами, тут происходит проверка на присутствие всех факторов инициации, и, в случае если все они имеется в достаточном количестве, значит, возможно хорошо сесть на точку старта, присоединить громадную субчастицу и т. д.

В случае если доискиваться глобального биологического смысла, то тут мы имеем дело с дополнительной проверкой, дополнительным контрольным центром, дополнительным cheсkpoint’ом в очень важном и очень сложном молекулярно-клеточном ходе. (Как мы знаем, что чем сложнее процедура, тем лучше лишний раз перестраховатся и лишний раз проверить, всё ли идёт как нужно.)

По большому счету, инициация – другими словами начало – трансляции у эукариот весьма зарегулирована, на этих самых белках-лоцманах и на рибосомах сходятся множество сигнальных цепочек: прежде, чем начать синтез белка, клетка обязана светло осознать, что за белок и в каком количестве он нужен. Ну, а важность новых данных, проясняющих картину трансляции, легко себе представить, в случае если отыскать в памяти, что многие онкологические процессы начинаются именно с неполадок в синтезе белка, в то время, когда, например, какой-то молекулы, понуждающей клетку к делению, внезапно делается в клетке через чур много.

По данным МГУ .

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Случайные записи:

Синтез белка


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , ,