CBC: участие в экспорте транскриптов РНК-полимеразы II
Транскрипты РНК-полимеразы II разделяют на два класса: мРНК и U-мяРНК.
Для РНК обоих классов характерно наличие кэп-групп, но малые ядерные РНК не полиаденилированы. Наличие кэп-группы резко стимулирует экспорт этих РНК из ядер в цитоплазму. С помощью иммуноэлектронной микроскопии удалось осуществить наблюдения in situ за динамикой ассоциации, экспорта, а также диссоциации субъединиц CBC и транскриптов колец Бальбиани , которые представляют собой гигантские пуффы на политенных хромосомах слюнных желез комара Chironomus tentans. Проведение прямых наблюдений стало возможным благодаря большому размеру транскриптов колец Бальбиани (35-40 т.п.о.) и их пре-мРНП, в состав каждого из которых входит до 200 молекул белков.
Установлено, что белки CBC выходят из ядер в составе мРНП и повторно импортируются в ядра. При этом происходит следующая последовательность реакций. Большая субъединица CBC CBP80 содержит специфическую аминокислотную последовательность - сигнал ядерной локализации (NLS). Гетеродимерный цитоплазматический рецептор этого сигнала животных состоит из двух субъединиц - импортина альфа (молекулярная масса 60 кДа) и импортина бета (90 кДа). В цитоплазме импортин альфа взаимодействует непосредственно с NLS белков, импортируемых в ядро, и импортином бета, который содержит сайт взаимодействия с ядерным поровым комплексом NPC (nuclear pore complex) . Через NPC происходит обмен макромолекулами ядра и цитоплазмы. Белки, содержащие NLS, в комплексе с рецептором переносятся в ядро, где рецептор диссоциирует на субъединицы.
Диссоциация рецептора на две субъединицы импортина в нуклеоплазме запускается особым ферментом, GTPазой Ran , связанной с GTP, сродство к которой импортина бета выше, чем к импортину альфа. В результате импортин бета удаляется из комплекса. Не исключено, что диссоциировавшая субъединица импортина бета остается связанной с цитоплазматической частью NPC. Механизм дальнейшей диссоциации импортина альфа и NLS не ясен. Полагают, что выход импортина бета из комплекса ослабляет связь импортина альфа и NLS большинства ядерных белков, но не большой субъединицы CBC, с которой импортин альфа взаимодействует особенно прочно.
В ядре синтезированные РНК через кэп-группу взаимодействуют с CBC, находящимся в комплексе с импортином альфа, и через NPC перемещаются из ядра в цитоплазму. На цитоплазматической части NPC или в цитоплазме к комплексу CBC-РНК-импортин альфа присоединяется импортин бета через импортин бета-связывающий домен импортина альфа. Это облегчается тем, что в цитоплазме GTPаза Ran находится в комплексе с GDP из-за присутствия так называемого белка 1, активирующего GTPазу Ran (Ran GAP1) , которая в его присутствии гидролизует связанный с ней GTP. Благодаря особым свойствам NLS кэп-связывающего комплекса CBC, присоединение импортина бета сопровождается диссоциацией РНК и белкового комплекса CBC-рецептор. В таком виде белковый комплекс переносится в нуклеоплазму, и цикл экспорта синтезированной РНК начинается сначала. В случае U-гяРНП такая цитоплазматическая диссоциация комплекса приводит к гиперметилированию кэп-группы гяРНК, сборке нового комплекса и реимпорту его вместе с гяРНК в ядро. Освобождение кэп-группы мРНК после ее выхода из ядра в цитоплазму делает возможным взаимодействие с ней фактора инициации трансляции eIF-4E с последующим вовлечением мРНК в синтез белка.
Смотрите также:
