Расширены представления о нонсенс-опосредованной деградации иРНК
 От гена к белку. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
В организме человека работает множество белков. Они постоянно синтезируются и разрушаются. Наподобие любой фабрики, где происходит обработка сырья, в клетке при синтезе белков протекают различные механизмы, направленные на контроль качества продуктов синтеза.
Речь идёт о нонсенс-опосредованной деградации иРНК [nonsense-mediated mRNA decay]. Группа исследователей под руководством Оливера Мюхлеманна (Oliver Mühlemann, сотрудник кафедры общей химии и биохимии Бернского университета) получила новые сведения, касающиеся данного процесса. Результаты работы немецких учёных опубликованы в журнале Nature Structural & Molecular Biology.
Контроль в ходе продукции белков
Информация о синтезе всех белковых молекул записана в ДНК. Чтобы синтезировался белок, происходит переписывание определённого участка ДНК в так называемую информационную РНК (иРНК). После идёт считывание иРНК и одновременный синтез белковой молекулы.
Считывают информацию, записанную в иРНК, специальные структуры под названием рибосомы. В ходе считывания иРНК на них образуются соответствующие белки. Регулярно в ходе протекания данного комплекса биохимических превращений возникают ошибки, которые приводят к тому, что образуются иРНК, несущие неправильно записанную информацию о белках. В результате могут образовываться дефектные белки. Для того, чтобы исключить возможность образования таких белков, в клетках в ходе эволюции выработался специальный механизм — нонсенс-опосредованная деградация иРНК. Благодаря нему обеспечивается выявление дефектных иРНК и их устранение.
Нонсенс-опосредованная деградация иРНК так же позволяет организму «убедиться» в том, что мутации в генах не вызывают болезненных симптомов. Для того, чтобы произошёл запуск данного механизма, необходимо связывание большого количества факторов с дефектной иРНК. Не было известно то, где и как это происходит. Биохимик Дэвид Зунд (David Zünd, аспирант из группы Оливера Мюхлеманна) совместно с биоинформатиками из научно-исследовательского центра молекулярной биологии «Биозентрум» Базельского университета смог продемонстрировать влияние, оказываемое белком UPF1 (up-frameshift1) в ходе нонсенс-опосредованной деградации иРНК. При протекании данного процесса UPF1 взаимодействует со всеми иРНК независимо от того, находятся ли они в рабочем состоянии или повреждены.
Хоть с корректных иРНК UPF1 и удаляется рибосомой, данный фермент остаётся на дефектных иРНК, связывая дополнительные ферменты, которые вызывают деградацию иРНК. «Белок UPF1, связанный с иРНК, действует как активная ловушка, которая может сработать только при необходимости деградации дефектной иРНК» — говорит Дэвид Зунд.
Молекулярный биолог Саймон Рюфенер (Simone Rufener, аспирант) смог разгадать ещё одну загадку нонсенс-опосредованной деградации иРНК. Ряд результатов, полученных американскими учёными, указывает на то, что, в отличие от одноклеточных организмов, дефектная иРНК многоклеточных может быть определена и деградирована лишь с помощью процесса нонсенс-опосредованной деградации иРНК в течение короткого промежутка времени с момента её синтеза.
Этого могло бы значить, что старая дефектная иРНК, которая уже используется для синтеза белковых молекул, не прошла необходимый контроль, что может привести к продукции большого количества дефектных белков, способных оказывать самое плохое влияние на организм. Саймон Рюфенер смог показать, что нонсенс-опосредованная деградация иРНК отвечает за распознавание как старых дефектных иРНК, так и вновь синтезированных. По его мнению, основной механизм нонсенс-опосредованной деградации иРНК у одноклеточных и многоклеточных сохранён, и сформировался на ранних этапах эволюции.
Также по теме:
- Лариаты: как «принимаются решения» при сплайсинге РНК
- Учёные из Калифорнийского университета выявили большое количество ранее неизвестных РНК
- Расширены представления о механизмах контроля направления транскрипции генов
- Расширены представления о регуляции образования бактериальных биоплёнок
- Выявлена мутация, связанная с развитием бокового амиотрофического склероза
Источники: