Связываясь с рибосомной РНК в процессе сборки рибосомы, её первый белок помогает нуклеиновой кислоте принять форму, удобную для посадки следующих рибосомных белков.
Из всех крупных молекулярных машин самой изученной, пожалуй, является бактериальная рибосома, про которую известно и то, как она устроена, и то, как работает. Отдельная область — это сборка рибосомы из рибосомной РНК и белков, где также удалось выяснить много подробностей, после того как структуру рибосомы увидели с высоким разрешением (с помощью электронного микроскопа и рентгеноструктурных методов).
Но, как оказалось, даже у бактериальной рибосомы остались нераскрытые секреты.
Рибосомы состоят из двух субчастиц, большой и малой, которые объединяются на мРНК, когда приходит время синтезировать белок. У каждой субчастицы есть своя молекула рРНК, и в случае малой субчастицы к соответствующей рРНК прилагается два десятка белков. рРНК в рибосоме находится в определённой пространственной конформации, и до сих пор считалось, что при сборке белки садятся на рРНК, которая уже приняла подходящую конформацию. Кроме того, сами белки приходят на рРНК не все вместе, а в определённом порядке; об этом знали давно, но добавочный смысл такой очерёдности удалось определить лишь сейчас.
Первым на малую рибосомную РНК приходит белок под названием S4. Но когда специалисты Иллинойсского университета в Урбане и Шампейне и Университета Джонса Хопкинса (оба — США) попытались присмотреться к тому, как именно S4 взаимодействует с рРНК, то выяснилось, что процесс этот — динамический.
Белок садится на РНК, когда она находится ещё в некоей предшествующей, «нерибосомной» конформации. Взаимодействие с S4 в определённой степени фиксирует рРНК, но при этом у неё остаётся возможность менять свою 3D-структуру, и возможности эти, очевидно, определяются первым белком. Он как бы руководит дальнейшими трансформациями рРНК, чтобы с ней могли связаться его коллеги; связывание S4 подготавливает место посадки для второго белка, а второй, по-видимому, готовит площадку для третьего.
Совместная работа белков и рРНК, по словам исследователей, заметно ускоряет постройку рибосомы из её «запчастей». Хотя в молекулярной биологии есть множество примеров того, как белки меняют структуру нуклеиновых кислот, в отношении рибосомы такая динамическая сборка стала во многом сюрпризом — и сюрпризом весьма важным, так что статья с результатами вышла в журналеNature.
Но если отвлечься от глобально-фундаментальных проблем (а всё, что касается рибосом и биосинтеза, относится к самым фундаментальным вопросам биологии), то можно указать и на важное практическое значение работы. Большинство антибиотиков направлено на то, чтобы вывести из строя бактериальные рибосомы и остановить синтез белка, и новые сведения, касающиеся бактериальных рибосом, способны помочь в создании антибиотиков нового поколения — к которым у бактерий пока что нет устойчивости.
