Транспорт белков ядерный: избирательность
Ядро содержит множество белков, необходимых для обеспечения его уникальных функций. Эти белки (к ним относятся гистоны, ДНК- и РНК- полимеразы, белки-регуляторы различных генов и белки, участвующие в процессинге РНК) синтезируются в цитозоле и затем попадают в ядро. Чтобы достигнуть внутреннего пространства ядра (просвета ядра), они должны пройти внешнюю и внутреннюю ядерные мембраны. Этот транспорт происходит избирательно: многие белки, образованные в цитозоле, никогда не попадают в ядро.
Избирательность ядерного транспорта обеспечивается сигналами ядерного импорта , которые имеются только у ядерных белков . Они могут находиться в любой части молекулы белка, состоят из короткого пептида (обычно от четырех до восьми аминокислотных остатков), обогащенного положительно заряженными аминокислотами лизином и аргинином и обычно содержат пролин.
Механизм транспорта белков в ядро принципиально отличается от механизмов транпорта белков в другие органеллы. Отличие состоит в том , что транспорт белков в ядро происходит через регулируемые водные поры , а не через мембраны. Более того, когда ядро "разбирается" в митозе, его содержимое перемешивается с цитозолем, и ядерные белки выбрасываются наружу. Напротив, когда молекула белка попадает в любую другую мембранную органеллу , она передается от поколения к поколению уже внутри данного компартмента, и ее никогда не приходится транспортировать в него вновь. Поэтому сигнальные пептиды таких молекул удаляются, как только белок переносится внутрь компартмента.
Ядерный транспорт белков и РНК рассмотрен в [ Fisher ea 1996 ].
В 90-х гг, сигналы, которые могут индуцировать быстрый и активный транспорт макромолекул из ядра , были идентифиципрованы в Rev белке вируса иммунодефицита , ингибиторе с-AMP зависимой протеинкназы и hnRNP A1 белка . Оказалось, что экспорт продуктов из ядра похож на импорт продуктов в ядро в том, что в обоих случаях требуются специфические системы сигнал-рецептор. Транспорт происходит через ядерные поры , которые формируют специальные комплексы Nuclear Pore Complex ( NPC ), образующие ядерные каналы. Через них путем диффузии проходят маленькие молекулы, меньше, чем 40 кДа. Большие комплексы не могут проходить путем диффузии и требуют энергии для транспорта. К ним относятся большинство белков, рибонуклеотеидных комплексов, RNP, и РНК. Большинство белков, которые импортируются в ядро, содержат короткие основные пептидные последовательности: Nuclear Localization Sequences ( NLS ). В цитоплазме NLS узнаются NLS-рецепторным комплексом , импортином (см в поиске KPNA*), котoрый транспортирует NLS-содержащий субстарат к цитоплазматической части NPC. Затем происходит транспорт, который требует множества взаимодействий с компонетами поры и гидролиза GTP . Работы 90-х гг показали, что некоторые белки не только транспортируются в ядро, но также затем ретранспортируются из ядра. Большинство РНК экспортируются в цитоплазму в виде RNP комплексов. Экспорт всех этих RNP зависит от энергии и требует участия различных белковых факторов. Эти факторы могут быть как специфичными к определенному типу РНК, так и общими для всех РНК. Природа факторов и механизм их действия пока неясны.
Смотрите также:
