Лысенко был прав!

Прибытие переносчика к плазматической мембране не всегда сопровождается его полным слиянием с ней и встраиванием мембраны переносчика в плазматическую мембрану. Возможен вариант, когда после слияния переносчик опорожняет свое содержимое во внешнюю среду через образовавшуюся пору, а вот интеграции его мембраны в плазматическую мембрану не происходит. Вместо этого переносчик отщепляется от плазматической мембраны, теряя с ней непрерывность. Такой механизм соответствует модели поцеловал-и-убежал (кисс-анд-ран, kiss-and-run) (177). Также совсем недавно было доказано, что механизм транспорта по типу "поцеловал-убежал" имеется и при транспорте между меланосомами и эндосомами (147).

И последний вопрос — зачем я написал данный раздел? Затем, чтобы показать сложность пути, которые проходят белки уже после их синтеза, чтобы читатель мог убедиться, что образование любого белка до того момента, когда он сможет нормально выполнять свою функцию, требует участия сотен других белков, а значит и генов. Белки долгое время обрабатываются продуктами других генов, другими белками, которые тоже могут иметь мутации, разный уровень экспрессии и т. д. Поэтому менделевская идея о прямой связи между информацией, содержащейся в гене, и фенотипическим признаком в корне неверна. Она может быть достигнута только, если задействованы все механизмы клеток и организмов, исправляющие все ошибки работы белковых и нуклеиновых машин и мутации в геноме. Таких ситуаций оказалось чрезвычайно мало.

ПРИЛОЖЕНИЕ VI. ПРИМЕРЫ ДОМИНАНТНЫХ И РЕЦЕССИВНЫХ МУТАЦИЙ

Разберем в качестве примера белок Сар1п (200). Это небольшой по размерам белок является одним из древнейших белков на Земле. Он найден практически у всех живых организмов. Функционально он является ферментом, который гидролизирует вещество, которое носит сокращённое название гуанинтрифосфат (ГТФ) и характеризуется наличием большого количества запасённой химической энергии. ГТФ представляет собой один из вариантов так называемых макроэргов, то есть веществ, где энергия фотосинтеза запасается в форме очень энергоемких соединений фосфатных групп с нуклеотидом. Из макроэргов наиболее известен аденозинтрифосфат (АТФ). Отщепив остаток фосфата, клетка может использовать высвободившуюся химическую энергию для синтеза или выполнения механической работы. ГТФ после отщепление одного фосфатного остатка превращается в ГДФ, то есть вместо трех остатков фосфата содержит только два. ГДФ тоже может быть гидролизован и тогда он превращается в ГМФ, у которого к нуклеотиду присоединен только один фосфатный ион.

Но вернемся к нашему белку Сар1 п. Функция Сар1 п состоит в том, что он инициирует прикрепление мембранного белкового покрытия, известного под именем коатомер 2, к мембране эндоплазматического ретикулума в областях, где синтезированные в эндоплазматическом ретикулуме белки концентрируются для последующего выхода из этого ретикулума и далее транспорта по направлению к пластинчатому комплексу Гольджи. Белок Сар 1 п обычно находится либо в растворенном состоянии в цитоплазме, либо случайно присоединяется к мембране эндоплазматического ретикулума. Сар1п обычно имеет приклеенную к нему молекулу ГДФ. После присоединения к мембране Сар1п с приклеенной ГДФ может отщепиться и уйти обратно в цитоплазму. Но если в тот момент, когда он касается мембраны и приклеивается к ней, он встречает находящийся там мембранный белок Сек12, то происходит биохимическая реакция. Функция Сек12 состоит в том, чтобы приклеиться к Сар1п и заменить его. Белок захватывает из имеющихся в цитоплазме одну молекулу ГТФ и заменяет ею молекулу ГДФ, которая была приклеена к Сар1 п. При этом трехмерная структура белка Сар1 п несколько изменяется. Из него как бы выдвигается небольшая гидрофобная цепочка аминокислот и она встраивается между липидами, которые образуют бислойную мембрану. Тем самым вероятность того, что Сар1 п с приклеенной ГТФ может обратно отклеиться и уйти в цитоплазму, резко уменьшается. Сар1 п с приклеенной к нему ГТФ становится как бы мембранным белком. Сек12 после замены отходит от Сар1 п.

Будучи присоединенным к мембране, белок Сар1 п с приклеенной к нему ГТФ взаимодействует электростатически в белками коатомерного покрытия 2. Сначала он связывается с постоянно живущим комплексом, образованным белками Сек23 и Сек24. После этого комплекс, состоящий из трех белков, Сар1 п, Сек23 и Сек24 захватывает другой плавающий в цитоплазме комплекс, состоящий из двух белков: Сек13 и Сек31. Образованный пятичленный белковый комплекс полимеризуется и образует на мембране белковое покрытие, куда захватываются мембранные белки, предназначенные для транспорта в сторону пластинчатого комплекса и далее. При этом мембрана изгибается и как бы отделяется от цистерн эндоплазматического ретикулума, образуя полусферические структуры, где также накапливается немембранные секретируемые или лизосомные белки.