Signāla atpazīšanas daļiņa (SRP): funkcija, struktūra un nozīme

Signāla atpazīšanas daļiņa (SRP) — uzzini tās funkciju, struktūru un nozīmi olbaltumvielu transportā uz ER un membrānām, ar salīdzinājumiem starp organismiem.

Signāla atpazīšanas daļiņa (SRP) ir plaši izplatīta un funkcionāli būtiska molekula, kas šūnās darbojas citoplazmā. SRP ir ribonukleoproteīns — tas nozīmē, ka tas ir komplekss no olbaltumvielu un RNS. Tā galvenā loma ir atpazīt un virzīt sintēzes laikā radušās proteīnu molekulas uz to funkcionālajām membrānām: eikariontu endoplazmas retikulu vai prokariotu plazmas membrānu.

Funkcija

SRP nodrošina ko‑translatoru (vienlaicīgu ar sintēzi) mērķēšanu, proti, tas saista ribosomu, kam pievienojies augošs proteīns ar signalpeptīdu, un novirza šo ribosomu uz membrānas receptoru. Kad SRP‑ribosomas komplekss saistās ar šūnas membrānas receptoru, SRP atbrīvo ribosomu un aizplūst prom. Ribosoma atsāk olbaltumvielu sintēzi, bet tagad olbaltumvielas tiek ievirzītas caur receptoram saistītu transmembrānu poru (translokonu). Tā SRP vada olbaltumvielu kustību šūnā, nodrošinot, ka proteīni nokļūst pareizajā vietā un laikā.

Struktūra

• SRP sastāv no viena vai vairākiem proteīna komponentiem un viena speciālas RNS molekulas — piemēram, eikariotos tas bieži ir 7SL (7S) RNS kopā ar vairākām SRP olbaltumvielām.
• Bakteriālajā SRP parasti ir vienkāršāks — to veido Ffh olbaltumviela (homologs SRP54) un 4.5S RNS; receptoru lomā kalpo FtsY.
• Eikariotu SRP ir sarežģītāks un satur vairākas papildu proteīna subvienības (piem., SRP54, SRP19, SRP68/72 u.c.), kā arī receptoru komplektu SRα/SRβ uz ER membrānas.

Darbības mehānisks īsumā

• Atpazīšana: augošā proteīna N‑galā novērojams signalpeptīds vai transmembrāna domēns; to atpazīst SRP (bieži — SRP54 subvienība).
• Translācijas apturēšana: SRP saistīšanās var īslaicīgi kavēt polipeptīda iziešanu no ribosomas, kas palīdz novērst proteīna kļūdainu salocīšanos vai iekļūšanu citās šūnas daļās.
• Transportēšana: SRP‑ribosomas komplekss migrē uz membrānas SRP receptoru; pēc saistīšanās SRP atbrīvo ribosomu, un proteīns turpmāk tiek ievirzīts caur transmembrānu poru (piem., Sec61 kompleksu eikariotos).
• Atbrīvošana un atjaunošana: GTP hidrolīze (SRP un tā receptors bieži ir GTPāzes) ļauj SRP un receptoram atbrīvoties un atgriezties darbībā.

Saglabāšanās un variācijas

SRP ir "universāli saglabāts". Tas nozīmē, ka tas ir tik svarīgs, ka visās dzīvās organismos tas atrodas šūnās. Taču konkrētais SRP sastāvs un kompleksa izmērs dažādos organismos var būt ļoti atšķirīgs — no vienkārša bakteriofāziskā Ffh/4.5S RNS kompleksa līdz daudzkomponentu eikariotu SRP ar vairākām proteīnu subvienībām un lielāku RNS molekulu.

Bioloģiskā un medicīniskā nozīme

• Korekts SRP ceļa darbs ir nepieciešams, lai membrānu un sekrēto proteīnu ražošana noritētu pareizi; kļūmes var izraisīt nepareizu proteīnu lokalizāciju, ER stresu vai pat šūnas disfunkciju.
• SRP mehānismi un signalpeptīdi tiek izmantoti biotehnoloģijā —, piemēram, lai nodrošinātu rekombinantu proteīnu sekrēciju vai pareizu membrānu proteīnu ievietošanu eksperimentālajos sistēmos.
• Dažos gadījumos bakteriālās SRP ceļa komponentes tiek pētītas kā potenciālas antibiotiku mērķvietas, jo baktērijām SRP ir būtisks un atšķirīgs no eikariotu.

Noslēgums

Īsāk sakot, SRP ir centrāls elements šūnas mērķēšanas sistēmā, kas palīdz nodrošināt, ka olbaltumvielas, kurām paredzēta membrāna vai izsūtnēšana, tiek droši un efektīvi nogādātas uz pareizo membrānu (eikariotos — uz endoplazmatisko retikulu). Tā patiesa universālā saglabātība liecina par SRP fundamentālo nozīmi šūnu bioloģijā.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir signāla atpazīšanas daļiņa (SRP)?

J: Kas notiek, kad SRP-ribosomas komplekss saistās ar šūnas membrānas receptoru?

J: Ko ribosoma dara pēc tam, kad SRP to atbrīvo?

J: Kāda ir SRP funkcija šūnā?

J: Kāds ir SRP mērķis eikariontos?

J: Vai SRP ir sastopams visās dzīvās būtnēs?

J: Vai SRP sastāvs dažādos organismos ir ļoti atšķirīgs?

Meklēt pēc burta