Включателем аварийного режима работы рибосом оказалась тРНК

Биологи установили, что модификация транспортной РНК может переводить рибосомы в особый режим работы, направленный на выживание в условиях отравления. Работа опубликована в журнале Nature Communications, а ее содержание приводится на сайте Массачусетского технологического института.

Транспортная РНК является ключевой молекулой при синтезе белка. Одной своей частью она присоединяется к трем нуклеотидам матричной РНК (кодону), а противоположная часть молекулы несет остаток соответствующей кодону аминокислоты. Таким образом, тРНК сопоставляет последовательности нуклеиновых кислот и белков, то есть "расшифровывает" генетический код.

Ученые установили, что воздействие различных токсических веществ модифицирует молекулы тРНК. Оказалось, что перекись водорода вызывает метилирование пятого цитозина в тРНК, кодирующей присоединение аминокислоты лейцина. Эта модификация делает лейциновую тРНК более склонной связываться с определенным вариантом кодона лейцина (поскольку генетический код вырожден, то одна и та же тРНК может связываться с разными вариантами кодона, в любом случае это приводит к присоединению нужной аминокислоты). Эта модифицированная РНК стимулирует синтез тех белков, где лейцин закодирован "близким ей" вариантом кодона. Среди таких белков исследователи нашли регуляторные белки рибосом.

Таким образом, включение аварийной системы синтеза выглядит следующим образом: перекись вызывает модификацию лейциновой тРНК, модификация делает ее склонной связываться только с определенным вариантом кодона лейцина, из-за этого синтезируются специальные рибосомные белки, которые заменяют в рибосомах "обычные". Рибосомы переходят в "токсичный" режим и из всех белков синтезируют только самые необходимые - противотоксичные.

Работа сделана на дрожжах, но, вероятно, подобные системы будут обнаружены и в других организмах. На данный момент известно несколько систем, которые позволяют клеткам быстро переключиться в стрессовый режим без участия в этом процессе ДНК. Это система белков теплового шока, РНК-переключателей и РНК-маскирования.