Цитоплазма: образование белком - трансляция, фолдинг, модификация

а) В прошлой главе мы рассмотрели синтез и созревание в клеточных ядрах трех видов РНК.
При этом, как было сказано, 4 вида рРНК тут же в ядре (а точнее, в ядрышках) объединяются с рибосомальными белками, формируя субъединицы рибосом. Эти субъединицы через ядерные поры перемещаются в цитоплазму.
Туда же перемещаются и многочисленные мРНК (в комплексе со специальными белками), а также тРНК (нескольких десятков видов).
С другой стороны, в цитоплазме присутствуют, помимо прочего, 20 видов аминокислот (синтезированных в самой клетке или поступивших из крови).
Наконец, здесь же находятся 20 видов ферментов — амино-ацил-тРНК-синтетаз — и дополнительные белковые факторы.
Все эти вещества участвуют в трансляции — последовательном включении аминокислот в строящиеся пептидные цепи в соответствии с последовательностью кодонов в мРНК.
б) Но и по окончании трансляции процесс образования белков обычно еще не завершен. Так, затем происходят:
- фолдинг, т. е. сворачивание пептидной цепи в пространственную структуру;
- а в случае многих белков еще и модификация (например, присоединение углеводных компонентов, окисление определенных аминокислотных остатков и т. д.).
Для всего этого также необходимы специальные белки, в т. ч. ферменты. В частности, достижение белком правильной конфигурации в ходе фолдинга значительно ускоряется недавно открытыми вспомогательными белками — шаперонами.
в) Наконец, последняя важная задача — обеспечить доставку белка к месту его будущего функционирования. Для этого тоже существуют специальные механизмы. Причем решение данной проблемы начинается еще с трансляции.
Т. н. «экспортные» (предназначенные к выделению из клетки), мембранные и и осмальные белки образуются мембраносвязанными рибосомами, т. е. рибосомами, прикрепленными к поверхности мембран эндоплазматической сети (ЭПС). Благодаря этому конец синтезируемого пептида проникает во внутреннее пространство ЭПС, где потом оказывается и весь белок. В этом же пространстве, следовательно, происходят затем фолдинг и модификация данного белка. Далее в транспорте и модификации принимают участие другие мембранные структуры,
и прежде всего, аппарат Гольджи. В конечном счете белок
- либо выделяется в ходе экзоцитоза из клетки,
- либо включается в состав той или иной мембраны,
- либо остается внутри сформировавшейся лизосомы.
В отличие от этого, внутренние белки (белки гиалоплазмы, митохондрий, ядра и т. д.) синтезируются на свободных, т. е. мембранонесвязанных, рибосомах.
В целом, подводя итог вводному обзору, можно сделать такое сравнение. — Как в родах и воспитании одного человека принимает участие немало других людей, так и в образовании и созревании любого белка участвует много других белков, не говоря о нуклеиновых кислотах и прочих веществах; и все они входят в сложную и хорошо отлаженную «производственную» систему.