Новости химической науки > Клеточный завод по производству белка в действии

Исследователи смогли наблюдать в действии работу одной из самых замечательных молекулярных машин, созданных природой – рибосомы, органеллы, используемой клетками для производства белка.

Впервые ученые смогли рассмотреть отдельную рибосому за работой. Международная группа биохимиков из США, Бразилии и Японии под руководством Игнасио Тиноко (Ignacio Tinoco) из Университета Калифорнии взяли единичную нить м-РНК, самоорганизовавшуюся в структуру шпильки (hairpin). Свободные 3’- и 5’-концы м-РНК были прикреплены к крошечным полимерным бусинам. Одна из бусин была закреплена в статичном положении, другую аккуратно удерживали с помощью оптического пинцета – двух высокосфокусированных лазерных лучей. Любое перемещение оптического пинцета на величины порядка нанометров могло быть точно измерено.

Схематическое изображение движения рибосомы вдоль витка м-РНК, удерживающейся с помощью "оптических пинцетов». При выполнении эксперимента один из концов м-РНК находился в статическом положении, другой удерживался пинцетами. (Рисунок из Nature, 2008, DOI: 10.1038/nature06716)

К м-РНК ниже по направлению движения от шпильки была прикреплена единичная хромосома. По мере движения рибосомы по м-РНК шпилька открывается, позволяя считывание генетического кода. В ходе этого процесса РНК напоминала открывающуюся молнию. «Движение молнии» может быть измерено с помощью оптического пинцета, таким образом, появляется возможность прямого мониторинга движения рибосомы.

Исследование показало, что процесс, протекающий на рибосоме, включает в себя две стадии. В первую очередь рибосома считывает три буквы кода РНК – кодона, каждый из которых соответствует одной аминокислоте, переносимой на рибосому с помощью т-РНК, и прикрепляющейся к растущей пептидной цепи. Эта часть процесса обычно протекает в течение нескольких секунд, пока рибосома не «убеждается» в том, что нужная аминокислота встроена в нужное место. После завершения этого процесса рибосома протягивается до контакта со следующим кодоном – этот процесс занимает не более десятой секунды.

Источник: Nature, 2008, DOI: 10.1038/nature06716

метки статьи: #аналитическая химия, #биохимия, #молекулярная биология