Позують рибосоми
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Рибосоми – це найменші з усіх клітинних утворень. Вони присутні в кожній клітині кожного організму, і саме в них відбувається біосинтез білка. Рибосома складається з двох нерівних частин (або субодиниць). У кожну з субодиниць входить по одній молекулі рибонуклеїнової кислоти (РНК) і кілька десятків молекул білка. Менша субодиниця «пов’язана» з молекулою інформаційної РНКГ яка приносить інформацію про те, в якій послідовності повинні бути зібрані амінокислоти, щоб утворилася молекула того чи іншого білка. Амінокислоти – будівельні елементи білкових молекул – доставляються в рибосоми за допомогою транспортної РНК. Зростаючий білковий ланцюжок знаходиться, мабуть, у великій субодиниці.
Відомо також, що кожна молекула інформаційної РНК «пов’язана» з декількома рибосомами. Тому рибосоми, що активно синтезують білок: зазвичай бувають об’єднані в групи (полісоми). Під час синтезу молекула інформаційної РНК просувається через рибосоми, «обслуговуючи» відразу кілька цих мініатюрних «фабрик» білка.
Основна перешкода для з’ясування механізму діяльності рибосом полягає в тому, що невідома їх внутрішня структура. Для дослідження рибосом використовуються складні прилади і найтонші методи, проте з’ясувати їх структуру довгий час не вдавалося.
Що ж вдалося дізнатися нового вченим? Перш за все вони встановили, що основу будови кожної субодиниці рибосом становить єдиний рибонуклеопротеїдний тяж – молекула рибосомальної РНК в з’єднанні з білком. Цього ніхто не бачив – рибосома завжди представлялася погляду дослідників компактною часткою. І тільки застосувавши новий розроблений метод, вчені змогли сфотографувати на електронному мікроскопі цей тяж.
Ми наводимо мікрофотографії рибосом однієї з бактерій (кишкової палички). Щільність рибосом невелика, а їх розмір становить всього близько 200 ангстрем (ангстрем – одиниця довжини, рівна одній десятимільярдній частці метра). Щоб отримати зображення рибосом в електронному мікроскопі їх попередньо поміщали на тонку плівку і оточували шаром щільної аморфної речовини (на верхній мікрофотографії вона виглядає темною). На нижній мікрофотографії ті ж рибосоми розгорнуті в тяжі. Тут використаний інший метод контрастування – підкреслення металом у вакуумі. Поруч дана схема переходу від рибосоми до тяжу. Якщо змінити умови, тяжі знову згортаються в компактні частки.
Наступний етап дослідження з’ясування характеру укладання рибонуклеопротеідного тяжа в компактній рибосомальній частці. За допомогою електронної мікроскопії вдалося точно визначити форму субодиниць і виявити деякі елементи їх тонкої внутрішньої структури. Для цього використовувалися і звичайні рибосоми і рибосоми з зменшеним вдвічі вмістом білка. Це робилося тому, що в частинках з неповним вмістом білка внутрішня структура видна більш чітко.
Отримані вченими дані вперше дозволили запропонувати гіпотетичну модель рибосомальних частинок.
Автор: Л. Кисельов.