Блокбастер внутри нас или как распадаются белки

Человек — уникальное создание. Мы очень интересно и продуманно устроены. Иногда не нужно смотреть захватывающие боевики для того, чтобы получить эмоции, достаточно просто узнать про то, как мы устроены, чтобы просто сказать: «Вау!». 

Один из людей, кого стоит читать Вконтакте, Николай Кукушкин, окончивший биофак СПбГУ и аспирантуру в Оксфорде, сейчас проживает в Бостоне и работает в Гарвардской медицинской школе, его специальность — клеточная биология, и основная тематика — деградация белков. Именно об этом он и рассказал недавно на стене в контакте, причем рассказал так, что от этого захватывает дух. На основе этой записи и написана эта статья.

В любой клетке постоянно происходит два абсолютно противоположных процесса. С одной стороны, постоянно синтезируются белки (если вспомнить школьный курс биологии, то есть ДНК, с неё считывается РНК, с неё белки), а с другой стороны — белки постоянно уничтожаются. Уничтожаются они по разным причинам: некоторые просто из-за того что пришли в негодность, другие же для того чтобы отключить их функцию. Главная система уничтожения ненужных или поврежденных белков — протеасома.  Если говорить простым языком, то протеасома — представляет собой гигантскую молекулу в форме бочки. Вот как выглядит ленточная диаграмма протеасомы сбоку:

протеасома

Но организм должен понимать, какие белки нужно уничтожать, а какие нельзя трогать. Специально для этого белки-»жертвы», которые больше не нужны организму, метятся специальной меткой (кстати тоже белком, но очень маленьких размеров, который называется убиквитин), которая вешается на белок-»жертву». Протеасома может распознавать эту метку с помощью специальных адапторов, находящихся на входе этой большой «бочки».

После того, как произошло опознание белков, которые необходимо уничтожить начинается процесс, занимающий около 20-30 секунд, что очень-очень много на молекулярном уровне. Протеасома начинает активировать сама себя, начинает поглощать энергию и, как бы переходит с холостого хода на передачу. Она захватывает белок жертву сначала за ту самую убиквитиновую метку, с помощью которой произошло опознание, а потом и сам белок. Затем расправляет белок в длинную нитку и, раскрыв у себя специальное отверстие (которое закрыто в неактивном состоянии) продевает его внутрь бочки, где белок режется на мелкие кусочки. В это же самое время убирается убиквитиновая метка и может использоваться снова. Но и это далеко не вся картина. Иногда бывает так, что протеасоме попадаются большие, крепкие и сложные белки, и убиквитиновая метка разбирается быстрее, чем будет захвачен белок. Специально для таких случаев на протеасоме находится ещё один специальный белок, который в нужные моменты удлиняет метку параллельно с её разборкой, что дает протеасоме необходимое количество времени.

Но и это ещё не всё. Так как сейчас наша протеасома занята серьёзным делом (пытается прожевать жёсткий кусок мяса), то ей нельзя мешать. Специально для этого белок, который удлиняет метку, размещает другую специальную метку на адаптор протеасомы (который опознает белки-жертвы). Это позволяет на время «выключить» адаптор, можно сказать, что как бы вешается табличка «занято«.

Не беспокоить

На время, пока протеасома «расправляется» с белками, она не ищет новые жертвы и и они не пытаются в неё влезть. После того, как сложный белок прожёван и уничтожен, белок-удлинитель перестаёт работать, а белок-адаптор восстанавливается (пока что не известно, каким образом — то ли он уничтожается вместе с белком — жертвой и заменяется новым, то ли каким-то образом снимается метка), протеасома снова готова к уничтожению новых жертв.

А теперь задумайтесь на минутку: это всё — МОЛЕКУЛЫ, они все из атомов состоят. У них нет ни мозга ни инженерной мысли. У них нет целей и задач, нет ощущения того, что нужно делать для общего блага, вообще нет ощущений. Это просто углеродно-водородно-кислородно-азотные цепочки причудливой формы. И это — огромный камень в огород антиэволюционистов, любимым аргументом которых является то, что не видно переходных форм жизни. Подумайте над тем, что в вашем организме ежедневно постепенно, но постоянно происходит отбор нужных и ненужных элементов, и ненужные — просто уничтожаются. Да это же просто настоящий блокбастер на клеточном уровне, вместе со всеми этими методами вычисления и выслеживания «мишени»,  её захвата и уничтожения, который является обыденной вещью для организма.

За открытие всего этого процесса, получившего название убиквитин — зависимой деградации белка, Аарон Чехановер, Аврам Гершко и Ирвин Роуз получили Нобелевскую премию по химии в 2004 году.

PS Если вам понравилось это — то рекомендуем список интересных записей вконтакте от Николая Кукушкина.

Следите за обновлениями Вконтакте, в Фейсбуке и в Твиттере

Читайте также

comments powered by Disqus

Новые статьи на сайте

Мы в соцсетях



 Subscribe in a reader