Самой важной функцией живых клеток любых видов является производство различных белков при помощи инструкций, закодированных в последовательности цепочек молекул ДНК. Этот процесс является основой всей молекулярной биологии, но исследования, проведенные группой ученых из различных научных организаций, позволил идентифицировать некоторые исключения. Оказывается, в клетках существуют белки, которые могут собирать другие белки, не используя, при этом, никаких генетических инструкций.

Белки собираются из аминокислот в структурных частях клеток, называемых рибосомами. Обычно, структура каждого из белков, из которых состоят антитела, борющиеся с заболеваниями, и другие компоненты структуры клетки, закодированы в ДНК, содержащейся в клетке. А генетическая информация передается от ДНК в рибосомы при помощи молекул-передатчиков информационной или матричной РНК (мРНК). На основе информации, переданной молекулами мРНК, в рибосомах при помощи молекул рибосомальной РНК (рРНК) выполняется синтез белка соответствующего типа.

Однако, группа ученых из университета Юты, Калифорнийского университета в Сан-Франциско и Стэнфордского университета обнаружила абсолютно новый способ «строительства» белков в живых клетках.

На приведенном выше изображении желтым цветом показана «капля» белка Rqc2, которая в некоторых случаях берет на себя функции матричной РНК. Этот белок связан с молекулами рибосомальной РНК (синий и светло-зеленый цвет) и он инструктирует рибосомы (масса белых спиралек) для вставки в синтезируемый белок случайной последовательности аминокислот.

Целью работы белка Rqc2 не является просто синтез «случайных» белков. Ученые считают, что этот процесс является частью процесса рециркуляции материала, который активируется в те моменты, когда в синтезируемом нормальном белке возникают ошибки. В ходе проведенных исследований ученым удалось зафиксировать то, что в случае ошибки синтеза белка молекула белка Rqc2 тут же соединяется с молекулами рибосомальной РНК и это приводит к вставке в структуру синтезируемого белка последовательности из 20 случайных звеньев аминокислот двух типов – аланина и треонина.

Ученые считают, что

такое поведение белка Rqc2 является частью защитного механизма организма, который предохраняет клетки от появления в них дефектных «неправильных» белков. Случайные последовательности из двух аминокислот выполняют роль «слабых звеньев», которые способствуют быстрому разрушению молекулы дефектного белка. Кроме этого, ученые высказали предположение о том, что данный механизм может играть роль своеобразного теста работоспособности рибосом.

Следует отметить, что причинами некоторых нейродегенеративных заболеваний, таких, как болезнь Альцгеймера, ученые давно считают дефекты работы «системы контроля качества» белков, вырабатываемых в клетках.

И, изучение тонкостей этих процессов, в частности точного определения моментов активации функции белка Rqc2, является следующим шагом к разработке новых высокоэффективных методов борьбы с вышеупомянутыми заболеваниями.