Размышления и споры о вирусах

Итак, в рибосомах синтезируется белок. Однако еще почти 50 лет назад, не зная об этой функции открытых ими гранул, Ж. Браше и Т. Касперон обнаружили в них большое содержание особого вещества, названного рибонуклеиновой кислотой (РНК). Какая связь существует между этим веществом и синтезом белка? Помните, описывая крепость-замок, мы заметили, что не только из митохондрий тянутся «провода» в рибосомы, но из рибосом выходят какие-то «линии связи» и идут к центру города-государства, клеточному ядру. Причем было похоже, что связь рибосом с ядром скорее напоминает телефонную, чем ту, что обеспечивает поступление «тока» из митохондрий. Теперь мы можем убедиться в этом, поскольку общепризнано: синтез белка в рибосомах идет с помощью особых посредников, осуществляющих связь между ДНК ядра и рибосомами. И посредником является рибонуклеиновая кислота (РНК).

Даже само название говорит о том, что «посредник» является весьма близким родственником «министру», и действительно РНК построена по тому же принципу, что и ДНК, только вместо дезоксирибозы, здесь присутствует другой сахар — рибоза, а из азотистых оснований — вместо тимина — урацил.

Что дает это родство? Очень многое. Без этого родства РНК не смогла бы выполнить свою роль посредника в передаче информации молекулы «правительственной» ДНК.

Мы уже говорили, что генетический код — это определенная последовательность азотистых оснований в молекулярной цепи ДНК. При делении клеток в силу уже знакомой нам комплементарности та же самая последовательность воспроизводится в новой молекуле ДНК, ну а между делениями — в структуре молекулы РНК, являющейся как бы слепком с молекулы ДНК. Вот, оказывается, в чем состоит руководящая роль плавающих в ядерном соке ДНК.

Когда мы говорили о том, что ДНК между делениями активно отдает клетке свою информацию, то это и означало, что они «лепят» на себе строго соответствующие их генетическому коду молекулы информационной РНК. А это типичные матрицы, в которых набрано все содержание газеты, но которые сами газетами еще не являются. Процесс снятия слепков РНК с молекул ДНК называется транскрипцией.

Молекулы иРНК, несущие в себе закодированную информацию о последовательности аминокислот в будущих белках, которые надлежит построить, устремляются в фабрики белкового синтеза — рибосомы. Подобно другим, уже знакомым нам предприятиям города-государства, рибосомы представляют собой высокоспециализированные системы, состоящие из мембран и гранул, богатых РНК. 40 и даже 60 процентов общего веса рибосом приходится на РНК, и это вряд ли нас удивит после того, что мы узнали о роли этого вещества в синтезе белка.

Итак, из ядра в рибосомы попадают молекулы РНК, которые выполняют роль шаблона или матрицы для синтеза белков с определенной последовательностью аминокислот. Что же дальше? Как молекулы активированных аминокислот воспринимают указанную им последовательность расположения? Оказывается, что и этот процесс осуществляется с помощью молекул РНК, только других, получивших название транспортных.

Транспортные РНК — настоящие «прорабы» на стройке белка в городе-клетке. Они имеют низкий молекулярный вес, то есть несложно устроены и невелики, но, как и любые молекулы такого рода, имеют определенную последовательность нуклеотидов в своей цепи, а следовательно, в силу все той же специфичности оснований (комплементарности) способны «распознать» одну определенную аминокислоту и соответствующий ей специфический участок в молекуле матричной РНК. Не так ли и настоящий прораб знает в лицо каждого своего рабочего и место на стройке, где он должен трудиться и выполнять свои (и только свои) функции!

С помощью 20 различных транспортных РНК все аминокислоты после их активации АТФ занимают соответствующие места на матрице иРНК и образуют специфическую полипептидную цепь белка. Пептидные связи возникают между каждой парой соседних аминокислот и замыкаются одна за другой до тех пор, пока не закончится постройка белковой молекулы.

Мы уже не раз поражались экономичности, производительности и рентабельности всего того, что делается в клетке. Но все, что мы знали до сих пор, не идет ни в какое сравнение с тем, как фантастически быстро строится в клеточных рибосомах белок. Новые аминокислоты добавляются к растущей цепи со скоростью две аминокислоты в секунду, так что построение молекулы белка из 180 аминокислот заканчивается за 2,5 минуты. К сожалению, ни одна стройка в мире пока не может похвастаться такими темпами! Весь процесс реализации «замысла» о строительстве белка называется трансляцией.