Лента TH Новости Биоинженерия


Ученые продвинулись в изучении особенностей рибосомы

∴ 116

В новом исследовании группа во главе с Джоном Полсоном, профессором системной биологии Гарвардской медицинской школы, создала функциональную модель, объясняющую поведение рибосом.

Alpha-Amanitin–RNA_polymerase_II_complex_1K83

Математически продемонстрировала, что рибосомы точно структурированы для получения дополнительных компонентов как можно быстрее, чтобы поддерживать эффективный рост и деление клеток.

Теоретические предсказания исследования точно отражают наблюдаемые крупномасштабные особенности рибосом, а именно, почему они сделаны из необычно большого количества малых, однородных белков и нескольких нитей РНК. И это все – исключительная молекулярная машина.

Рибосома — один из самых важных молекулярных комплексов, и она изучается в течение десятилетий. Меня всегда озадачивало то, что казалось, что мы могли объяснить ее функционирование в полной мере.Джон Полссон, профессор системной биологии Гарвардской медицинской школы.

Каждая живая клетка, будь то отдельная бактерия или нейрон, является биологической системой, динамичной и сложной, состоящей из массы структур. Подавляющее большинство этих бесчисленных структур сделаны белками. А белки, в свою очередь, сделаны рибосомами.

Хотя ученые открыли атомарные процессы того, как рибосомы превращают генетическую информацию в белки, показывая, что молекулярная машина настроена на точность, скорость и контроль. Но при этом неясно, какие преимущества лежат в нескольких ее функциях.

Рибосомы состоят из загадочно большого количества различных структурных белков — от 55 до 80, в зависимости от типа организма. Эти белки не просто многочисленны, чем ожидалось, они необычайно короткие и однородные по длине. Рибосомы также состоят из двух-трех нитей РНК, на которые приходится до 70 процентов от общей массы рибосомы.

Команда провела исследования обнаружила причину такого разнообразия. Все упирается в распределение задачи по созданию новой рибосомы среди многих рибосом. Каждая из участниц процесса делает небольшую часть конечного продукта. При этом, как только создается новая рибосома, она включается в процесс, ускоряя его.

Это представляет собой огромное преимущество для клеток, которые необходимо размножить, например, бактерий. Тем не менее, процесс производства белка требует времени, и эти накладные расходы ограничивают количество белков, из которых может быть сделана рибосома, согласно математике.

Виртуальные модели предсказывали, что для максимальной эффективности самопроизводства рибосома должна состоять из 40-80 белков. Каждый из этих белков должен быть примерно в три раза меньше, чем средний клеточный белок, и все они должны быть примерно одинаковыми по размеру. Тем самым, модель ученых подтвердилась на реальном примере.

Вот такая незначительная деталь нашла объяснение, и легла в основу будущих исследований, которые могут дать ответ на то, как усовершенствовать природу человека, искусственно вмешавшись в структуру РНК.

Филипп Дончев