Позируют рибосомы

Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком

Рибосомы — это самые маленькие из всех клеточных образований. Они присутствуют в каждой клетке каждого организма, и именно в них происходит биосинтез белка. Рибосома состоит из двух неравных частей (или субъединиц). В каждую из субьединиц входит по одной молекуле рибонуклеиновой кислоты (РНК) и несколько десятков молекул белка. Меньшая субъединица «связана» с молекулой информационной РНКГ которая приносит информацию о том, в какой последовательности должны быть собраны аминокислоты, чтобы образовалась молекула того или иного белка. Аминокислоты — строительные элементы белковых молекул — доставляются в рибосомы с помощью транспортной РНК. Растущая белковая цепочка находится, по-видимому, в большой субъединице.

Известно также, что каждая молекула информационной РНК «связана» с несколькими рибосомами. Поэтому рибосомы, активно синтезирующие белок: обычно бывают объединены в группы (полисомы). Во время синтеза молекула информационной РНК продвигается через рибосомы, «обслуживая» сразу несколько этих миниатюрных «фабрик» белка.

Основное препятствие для выяснения механизма деятельности рибосом состоит в том, что неизвестна их внутренняя структура. Для исследования рибосом используются сложнейшие приборы и тончайшие методы, однако выяснить их структуру долгое время не удавалось.

Что же удалось узнать нового ученным? Прежде всего они установили, что основу строения каждой субъединицы рибосом составляет единый рибонуклеопротеидный тяж — молекула рибосомальной РНК в соединении с белком. Этого никто не видел — рибосома всегда представлялась взору исследователей компактной частицей. И только применив новый разработанный метод, ученые смогли сфотографировать на электронном микроскопе этот тяж.

Мы приводим микрофотографии рибосом одной из бактерий (кишечной палочки). Плотность рибосом невелика, а их размер составляет всего около 200 ангстрем (ангстрем — единица длины, равная одной десятимиллиардной доле метра). Чтобы получить изображение рибосом в электронном микроскопу их предварительно помещали на тонкую пленку и окружали слоем плотного аморфного вещества (на верхней микрофотографии оно выглядит темным). На нижней микрофотографии те же рибосомы развернуты в тяжи. Здесь использован другой метод контрастирования — оттенение металлом в вакууме. Рядом дана схема перехода от рибосомы к тяжу. Если изменить условия, тяжи снова сворачиваются в компактные частицы.

Последующий этап исследования выяснение характера укладки рибонуклеопротеидного тяжа в компактной рибосомальной частице. С помощью электронной микроскопии удалось точно определить форму субъединиц и выявить некоторые элементы их тонкой внутренней структуры. Для этого использовались и обычные рибосомы и рибосомы с уменьшенным вдвое содержанием белка. Это делалось потому, что в частицах с неполным содержанием белка внутренняя структура видна более отчетливо.

Полученные учеными данные впервые позволили предложить гипотетическую модель рибосомальных частиц.

Автор: Л. Киселев.