Ученые узнали, как происходит сборка рибосом в клетках человека
Исследование процесса сборки рибосомы в клетке человека провели ученые из лаборатории химии белков и нуклеиновых кислот в Университете Рокфеллера, 14 сентября сообщают на сайте научно-технических новостей Phys.org.
Все клетки нуждаются в рибосомах, чтобы производить белки, необходимые для жизни. Эти многокомпонентные молекулярные устройства строят сложные белки, сшивая вместе строительные блоки — аминокислоты, в соответствии с инструкциями, закодированными в матричной РНК клетки.
Рибосомы состоят из малой и большой субъединиц, каждая из которых состоит из рибосомных белков и РНК. Прежде чем они смогут производить белки, эти субъединицы сами должны быть изготовлены.
Сотрудники лаборатории под руководством доцента Себастьяна Клинга засняли 3D изображения процесса строительства рибосомы, сделанные на трех последовательных этапах процесса сборки. Результаты исследования описаны в статье, опубликованной журналом Science.
«Сборка рибосомы похожа на оригами, — рассказал руководитель исследования Клинг. — Сегменты РНК и других белков должны быть аккуратно собраны в точную структуру. Фундаментальная проблема, которую мы пытаемся понять, заключается в том, каким образом белки, называемые факторами сборки, согласованно работают, контролируя каждый этап сборки».
Для проведения этого исследования ученые разработали платформу редактирования генов человека для маркировки факторов сборки рибосом и разработали новую биохимическую процедуру для извлечения предрибосомных частиц из ядрышка — структуры внутри ядра клетки, содержащей рибосомы. Затем эти частицы были визуализированы с помощью криоэлектронной микроскопии, что позволило выявить их структуру с разрешением, близким к атомному.
В выводах статьи подробно описывается процесс, как порядка 70 факторов сборки объединяются, чтобы создать основу для построения малой субъединицы рибосомы и направлять каждый этап ее создания. Как только их работа выполнена, факторы сборки распадаются, освобождая готовую малую субъединицу, которая находилась внутри.
Три этапа, описанные в исследовании, дают хорошее понимание ключевых молекулярных механизмов, которые приводят к образованию малой субъединицы рибосомы. Кроме того, они предлагают новый взгляд на редкие заболевания человека, которые являются результатом мутаций в рибосомных белках или факторах сборки во время сборки рибосом.
