В митохондриях пекарских дрожжей одновременно находятся рибосомы с различным набором белков. Это открытие ставит под сомнение устоявшуюся научную концепцию, согласно которой в рамках одной биологической системы функционируют рибосомы, обладающие одинаковым набором белков.
Рибосомы представляют собой сложные молекулярные структуры, отвечающие за синтез всех клеточных белков. Структурный принцип построения рибосом универсален для всех живых организмов: они состоят из длинных цепочек рибосомной РНК и десятков различных типов белков, которые образуют связи как внутри самих молекул РНК, так и между отдельными белковыми элементами.
Состав белков, входящих в рибосомы, варьируется в зависимости от вида организма. При этом долгое время считалось, что в пределах одного организма все рибосомы имеют идентичный комплект основных белков. Иными словами, в каждой отдельной клетке синтез белка выполняется рибосомами с одинаковым набором белков (за исключением временно присоединяющихся белков, которые не являются постоянными компонентами рибосом). Исследования биологов МГУ имени М. В. Ломоносова ставят под сомнение это утверждение. Для проверки гипотезы ученые выбрали необычный объект изучения — митохондрии хлебопекарных дрожжей Saccharomyces cerevisiae, как указано на сайте учебного заведения.
Митохондрии встречаются практически во всех клетках эукариот и, согласно теории симбиогенеза, имеют бактериальное происхождение. Поэтому митохондрии сохраняют собственный генетический код и механизм реализации закодированной информации, включая систему синтеза белка. Важную роль в этом процессе играют митохондриальные рибосомы (миторибосомы).
Исследовательская группа выбрала ряд белков, входящих в состав миторибосом дрожжей, а также определенное количество временных партнеров этих комплексов. Геномы выбранных белков были искусственно модифицированы путем добавления последовательности, кодирующей особую метку. Далее антитела закреплялись на специальной поверхности, на которую наносились фракции миторибосом, выделенные из клеток дрожжей и содержащие один из меченых белков. Таким образом, к подложке через антитела присоединились только те миторибосомы, которые имели белок с указанной меткой. Это позволило выделить фракции миторибосом, которые однозначно содержали заданные рибосомные или временно ассоциированные белки. Анализ полученных данных показал, что различные фракции миторибосом содержат разные комплекты рибосомных белков.
«Мы получили очень странные, но весьма интересные результаты. Всегда считалось, что в одной и той же клетке (или митохондрии) не могут сосуществовать рибосомы с различным белковым составом, а наши данные однозначно показывают, что такая ситуация все же возможна. Теперь перед нами стоит задача выяснить функциональное значение этого феномена», — комментирует руководитель группы, проводившей исследование, профессор биологического факультета МГУ Петр Каменский.
Ученые предполагают, что в митохондриях дрожжей произошло уникальное эволюционное событие, приведшее к развитию специализированного механизма трансляции. В результате этого различные виды белков теперь синтезируются разными типами рибосом, которые отличаются своим составом.
Фото: hi-tech.mail.ru