Учуучу басуу: тирүү клетканын ичиндеги белок менен эмне болот

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-16 16:10

Көптөр биздин ичибизде кандай кереметтүү процесстер болуп жатканынан күмөн санашпайт. Мен сизге эң акыркы жаңы муундагы электрондук микроскоптордун пайда болушу менен гана көрө алган микроскопиялык дүйнөнү карап чыгууну сунуштайм.

2007-жылы жапон изилдөөчүлөрү микроскоптун астында тирүү клетканын "молекулярдык кыймылдаткычтарынын" биринин - актин жипчелери боюнча активдүү кыймылдап, ага жабышкан салмактарды сүйрө ала турган басуучу миозин V белокунун ишин байкай алышкан. Миозин V ар бир кадамы анын бир «бутунун» (арткы) актин жипчесинен ажыратылышы менен башталат. Андан кийин экинчи буту алдыга ийилип, биринчиси актин жипчесине кокустан тийгиче, молекуланын буттарын бириктирген "шарнирде" эркин айланат. Биринчи буттун башаламан кыймылынын акыркы натыйжасы экинчинин туруктуу абалынан улам катуу аныкталат.

Келгиле, бул тууралуу көбүрөөк билели …

… кинесин ушинтип журот

Тирүү организмдер тарабынан аткарылуучу ар кандай активдүү кыймылдар (клетканын бөлүнүү учурундагы хромосомалардын кыймылынан булчуңдардын жыйрылышына чейин) «молекулярдык кыймылдаткычтардын» – белок комплекстеринин ишине негизделген, алардын бөлүктөрү бири-бирине салыштырмалуу кыймылдай алат. Жогорку организмдерде молекулярдык кыймылдаткычтардын эң маанилүүсү болуп актин жипчелери боюнча активдүү кыймылга жөндөмдүү ар кандай типтеги (I, II, III ж. б. XVIIге чейин) миозиндик молекулалар саналат.

Көптөгөн «молекулярдык кыймылдаткычтар», анын ичинде миозин V, басуу кыймылынын принцибинде колдонулат. Алар болжол менен бирдей узундуктагы дискреттик кадамдар менен кыймылдашат жана кезектешип молекуланын эки «бутунун» бири же экинчиси алдыда болот. Бирок бул процесстин көптөгөн деталдары белгисиз бойдон калууда.

Токиодогу Васеда университетинин физика бөлүмүнүн окумуштуулары микроскоптун астында реалдуу убакыт режиминде миозин Vнин ишин байкоого мүмкүндүк берүүчү ыкманы иштеп чыгышты. Бул үчүн алар модификацияланган V миозинди түзүшкөн, анын бутунун стволдору тубулиндик микротүтүкчөлөргө бекем «жабышуу» касиетине ээ.

Миозин V модификацияланган эритмеге микротүтүкчөлөрдүн фрагменттерин кошуу менен окумуштуулар микротүтүкчөлөрдүн бир бөлүгү миозин Vнин бир бутуна гана жабышып, экинчиси бош калган бир нече комплекстерди алышты. Бул комплекстер актин жипчелери боюнча «жүрүү» жөндөмүн сактап калган жана алардын кыймылын байкоого болот, анткени микротүтүкчөлөрдүн фрагменттери миозиндин өзүнөн алда канча чоң жана андан тышкары, флуоресценттик этикеткалар менен белгиленген. Бул учурда эки эксперименталдык конструкция колдонулган: бир учурда актин жипчеси мейкиндикте бекитилген, ал эми байкоолор микротүтүкчөнүн фрагментинин кыймылы боюнча жүргүзүлгөн, ал эми экинчисинде микротүтүкчө бекитилген жана актин талчасынын фрагменти байкалды.

Натыйжада, миозин V "басышы" абдан кылдат изилденген (биринчи сүрөттү карагыла). Ар бир кадам миозиндин актин жипчесинен ажыраган "арткы" буту менен башталат. Анан жипчеге жабышып калган буту чукул алдыга эңкейет. Дал ушул учурда энергия сарпталат (АТФ гидролизи болот). Андан кийин, "эркин" буту (сүрөттөр жашыл) шарнир боюнча башаламан салбырап баштайт. Бул Броун кыймылынан башка эч нерсе эмес. Ошол эле учурда, демек, илимпоздор биринчи жолу миозин V буттарын бириктирген шарнир алардын кыймылын такыр чектебей турганын көрсөтө алышты. Жашыл бут эртеби-кечпи, актин жипчесинин учуна тийип, ага жабышат. Анын жипке кире турган жери (демек, кадамдын узундугу) толугу менен көк буттун туруктуу эңкейиши менен аныкталат.

Экспериментте миозин V бош буту бар актин жипчесин издөө бир нече секундага созулган; тирүү клеткада бул, кыязы, тезирээк пайда болот, анткени ал жерде миозин буттарында салмаксыз жүрөт. Салмактар - мисалы, мембраналар менен курчалган клетка ичиндеги везикулалар - буттарга эмес, молекуланын сүрөттө "куйрук" катары сүрөттөлгөн бөлүгүнө жабышкан.