Baltymų pristatymo adresas jau yra nurodytas pranešimų RNR • Maksim Nagornyh • Mokslo naujienos "Elementai" • Molekulinė biologija

Baltos pristatymo adresas jau yra nurodytas Messenger RNR

Pav. 1. Anksčiau buvo manoma, kad informacijos baltymų lokalizavimo ateitis yra pateiktas tik baltymų molekulės, tačiau atrodo, kad molekulę iRNR vykdo informaciją apie "Pristatymo adresas" baltymų, kad jis koduoja, todėl jį judėti į priekį teisinga dalimi ląstelę. Iliustracija iš Kumarano S. Ramamurthio straipsnio "mRNR tiekia prekes"Mokslas

Užsakyta struktūrinė organizacija viduje bakterinės ląstelės rodo, kad turi būti mechanizmai, pagal kuriuos vyksta sintezuotų baltymų molekulių rūšiavimas, priklausomai nuo jų funkcijos ir pristatymo į paskirties vietą. Manoma, kad bakterijų ląstelių baltymų pasiskirstymą lemia tik pačios baltymų molekulės savybės. Mokslininkai iš Izraelio parodė, kad ateities baltymų "pristatymo adresas" jau užkoduotas "Messenger RNA" (mRNR). Tai reiškia, kad mRNR molekulės gali iš anksto pereiti prie koduojamų baltymų.

Yra žinoma, kad baltymų pasiskirstymą visų gyvų organizmų ląstelėse lemia bent du veiksniai. Pirma, kiekviena ląstelėje esanti baltymų paskirtis turi savo unikalią struktūrą, kuri jas atskiria vienas nuo kito.Antra, pačioje baltymų molekulėje yra speciali etiketė, kuri nustato tinkamą judėjimo kameroje kryptį ir taip pat pripažįstama tam tikro baltymo paskirties vietoje. Taigi, jei jūs sąlyginai padalinsite ląstelę į skyrius, tada patenkate į tam tikrą ląstelių skyrių, baltymų molekulė turi turėti konkretų prieigos kodą.

Eukariotinių organizmų mRNR gali tiksliai judėti ląstelėje. Tai iš dalies lemia faktas, kad mRNR sintezė vyksta ląstelių branduolyje, o jų apdorojimas (ty brendimas) jau yra citoplazmoje. Bakterijose, kuriose, kaip ir kiti prokariatai, nėra branduolio, transkripcijos (mRNR sintezės) ir vertimo (baltymų sintezė, pagrįsta mRNR) procesai yra konjuguoti erdvėje ir laiku, o baltymų sintezė dažnai prasideda dar iki transkripcijos pabaigos. Todėl manoma, kad būsimos baltymų lokalizacijos pasirinkimą lemia tik jų savybės.

Tačiau mokslininkai neseniai atrado, kad bakterijų mRNR molekulės taip pat gali tiksliai judėti ląstelėje, priklausomai nuo baltymų, kuriuos jie koduoja, "pristatymo adresą". Ir taip atsitinka iki transliacijos pradžios.Naudojant genų inžinerijos metodų naudojant mikroskopijos ir fluorescencinės etiketes galėtų stebėti judėjimą ir galutinio lokalizacijos dviejų mRNR, iš kurių vienas koduoja baltymą, citoplazminio, o antrasis – membranos. Buvo nustatyta, kad citoplazmos baltymų mRNR molekulė spiralės porcijos suformuota ląstelių citozolį, kadangi mRNR, koduojančią baltymą, membranos, buvo aptikti ant ląstelių periferijoje (2 pav.).

Pav. 2 MRRM molekulių lokalizuota lokalizacija priklauso nuo tolesnio lokalizacijos baltymų, kuriuos jie koduoja. a – mRNR kodavimo chloramfenikolio acetiltransferazė (citoplazmiškai baltymas) sudaro sraigtinę struktūrą ląstelių citozolį; b – ląstelės periferijoje aptinkamos mRNR molekulės, koduojančios laktozės permeazę (membraninį baltymą). Straipsnio iliustracija diskusijojeMokslas

Pagal signalinių peptidų teorijos iš karto po to, kai prasideda ribosomos sintetinti polipeptidų grandinę ateityje membranos baltymų, yra laikinas stotelė vertimo. Laikinai "užšaldyti" trijų komponentų kompleksas, kurį sudaro ribosomos, mRNR ir trumpas polipeptidas grandinės,juda per ląstelės sekretorinį prietaisą prie plazmos membranos. Be to, yra baltymų sintezės atnaujinimas, o baigtas baltymas įterpiamas į membraną. Tai reiškia, kad mRNR judėjimas ląstelėje prasideda jau po vertimo pradžios. Tačiau tyrimo autoriai parodė, kad net jei dirbtinai sustabdžius vertimą į ląstelę su atitinkamų antibiotikų pagalba arba sutrikus nukleotidų seka, naudojant mutacijas, mRNR vis dar skubina į koduojamą baltymą (3 pav.). Taigi, ateities baltymų "pristatymo adresas" jau yra užregistruotas pačioje mRNR molekulėje.

Pav. 3. MRNR, koduojančio membranos baltymą, lokalizacija palei ląstelės membraną netrukdo net vertimo slopinimui. Skirtingi būdai baltymų sintezei sustabdyti mRNR genuose bglfkoduojanti vieną iš membraninių permeazių, nekeičia mRNR lokalizacijos ląstelėje. Straipsnio iliustracija diskusijoje Mokslas

Bet kas, jei mRNR yra polikistronas, tai ji vienu metu koduoja keletą baltymų, kurie turi skirtingus "pristatymo adresus"? Bakterijose ši situacija yra labai įprasta, kai keli genai (kurie, tarkim,koduojantys vieno metabolizmo kelio fermentus) yra organizuojami į operoną ir turi vieną promotorą, iš kurio skaitoma viena didelė mRNR. Pasirodo, kad tokia mRNR turi tik vieną atvirą skaitymo rėmą, skirtą membraninio baltymo vertei, kad molekulė judėtų į plazmos membraną. Tai reiškia, kad mRNR regionas, koduojantis membraną, yra labai svarbus visos molekulės vietos pasirinkimui. Tai atsitinka, net jei visi kiti baltymai, koduojami šia mRNR, yra citoplazminiai. Jei tokią didelę mRNR molekulę padalinsime į atskirus skyrius (cistronus), koduojančius atskirus baltymus, tada atskirų mRNR ląstelių pasiskirstymas atsiranda priklausomai nuo lokalizacijos baltymų, kuriuos jie koduoja (4 pav.).

Pav. 4 Polikistroninės mRNR lokalizavimas, kuris koduoja du baltymus (membraną ir citoplazmą), nustatomas cistronu, kuris koduoja membraninį baltymą. Monocistroninio mRNR lokalizavimas ląstelėje: a – koduoja membranos baltymą, b – koduoja citoplazminį baltymą. Polycistronic mRNA lokalizacija, bendroji abiems baltymams, vienareikšmiškai identifikuoja membranos regioną, kuris koduoja membranos baltymą, nepriklausomai nuo susiejimo vietos su fluorescentine etikete (vaizdai c ird)Straipsnio iliustracija diskusijojeMokslas

Tolesnė analizė parodė, kad mRNR molekulės paprastai turi tam tikrą plotą, kuris lemia jų pasiskirstymą ląstelėje. Pavyzdžiui, membraniniai baltymai susideda iš hidrofilinių dalių, kurios yra atsidarančios membranos išorėje, ir hidrofobinę dalį, esančią membranos viduje. Atitinkamai mRNR, koduojanti tokius sudėtingus baltymus, taip pat turi keletą sekcijų, kiekviena iš jų koduoja konkrečią baltymo dalį. Galutinę membraninių baltymų mRNL lokalizaciją nustato tik molekulės, koduojančios hidrofobinę (panardintą į membraną) baltymo dalį, sritis.

Pav. 5 Membraninio baltymo mRNO lokalizacija prie membranos lemia baltymų molekulės hidrofobinės dalies kodavimą. MRNR regionas, koduojantis baltymo molekulės hidrofilinę sritį, nenustato pageidaujamos visos mRNR molekulės (a) Tinkamą lokalizaciją nustato tik regionas, koduojantis baltymų molekulės hidrofobinę (panardintą į membraną) dalį (b) Straipsnio iliustracija diskusijojeMokslas

Taigi, mRNR bakterijose gali veikti ne tik kaip šablonus baltymų sintezei, bet iš tikrųjų taip pat vaidina pašto dėžučių su nurodytu adresatu vaidmenį.Akivaizdu, kad tai įvyksta arba dėl to, kad nukreipta mRNR molekulė nukreipta į citoplazmą, arba aktyviu transportu per citoskeleto struktūras.

Būtina tiksliai suprasti, kaip ateityje baltymų "pristatymo adresas" parašytas mRNR molekulėje ir kaip plačiai paplitęs šis reiškinys yra bakterijose.

Šaltinis: Керен Нево-Динур, Анат Нуссбаум-Шохат, Сигал Бен-Йехуда, Orna Amster-Choder. MRNR lokalizavimas nepriklausomai nuo vertimo E. coli // Mokslas. Vasario 25 d., V. 331. p. 1081-1084.

Taip pat žiūrėkite:
Kumaran S. Ramamurthi. mRNR pateikia prekes // Mokslas. 2011 m. Vasario 25 d. V. 331. P. 1021-1022 (populiari apžvalga straipsnyje aptariama Mokslas).

Maksim Nagornyh


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: