Oqsilni nishonlash

Oqsilni hujayraning turli qismlariga (va hujayra tashqarisiga) uzatish uchun molekulyar yorliqlardan qanday foydalanilishi.

Kirish

Turli xil oqsillar eukariotik hujayraning turli qismlariga yetkaziladi yoki ayrim hollarda hujayradan tashqariga va hujayralararo boʻshliqqa chiqariladi. Qanday qilib kerakli oqsil zarur joyga yetib boradi?

Oqsillar kerakli joyga yetib borganiga ishonch hosil qilish uchun hujayralarda pochta xizmatining molekulyar koʻrinishlari kabi turli xil yetkazib berish tizimlari mavjud. Ushbu tizimlarda maʼlum joylarga yetkazib berish uchun oqsillarni “yoʻnaltirish” xususiyatiga ega molekulyar yorliqlar (koʻpincha aminokislotalar ketma-ketligi) ishlatiladi. Keling, ushbu transport tizimi qanday ishlashini koʻrib chiqamiz.

Hujayraviy tashuvchi yoʻllarning umumiy tuzilishi

Eukariot hujayralarda barcha oqsillar translyatsiyasi sitozolda boshlanadi (mitoxondriya va xloroplastlarda sintezlanadigan ayrim oqsillarni hisobga olmaganda). Oqsil sintezi tugagandan soʻng qadamma-qadam nazoratdan oʻtadi. Har bir bosqichda oqsilni turli jarayonlarga va hujayraning turli qismiga yetkazib berishga ehtiyoj borligi tekshiriladi.

Birinchi katta manzil translyatsiya boshlanishidan koʻp oʻtmay keladi. Bu manzilda oqsil yo translyatsiyaning qolgan davrlarida ham sitozolda qoladi, yo translyatsiya tugagach endoplazamatik toʻr (ET)ga yuboriladi

^{2}

Agar oqsillar translyatsiya paytida signal peptidi deb nomlangan aminokislotalar ketma-ketligiga ega boʻlsa, ETga yuboriladi. Umuman olganda, oqsillar (ET, Golji apparati va lizosoma kabi) endomembrana sistemasiga bogʻlanishi yoki hujayra tashqarisiga chiqarilishi uchun bu bosqichda ETga kirishi kerak boʻladi.
Signal peptidiga ega boʻlmagan oqsillar translyatsiyaning qolgan davrlarida ham sitozolda qoladi. Agar ularda boshqa “manzil yorliqlari” boʻlmasa, sitozolda doimiy qoladi. Ammo ularda yorliqlar boʻlsa, ular translyatsiyadan keyin mitoxondriya, xloroplast, peroksisoma yoki yadroga yuborilishi mumkin.

Endomembrana sistemasi va sekretor yoʻllar

Endomembrana tizimining biror-bir qismi (yoki hujayra tashqarisi) uchun moʻljallangan oqsillar ETga translyatsiya paytida keltiriladi va tayyor boʻlganda yetkazib beriladi.

Signal peptid

Translyatsiya paytida oqsilni endoplazmatik retikulumga yuboradigan signal peptidi bu odatda oqsilning boshlanishi (N-terminal)ga yaqin boʻlgan, bir qator gidrofob (“suvdan qoʻrqadigan”) aminokislotalar ketma-ketligidir. Bu ketma-ketlik ribosomadan chiqib ketganda, uni signal tanuvchi toʻplam (STT) deb nomlangan kompleks tanib oladi va ribosomani ETga olib boradi. U yerda ribosoma oʻzining aminokislotalar zanjirini ET boʻshligʻiga yetkazadi.

Ayrim hollarda translyatsiya paytida peptid uzilib qoladi va tayyor oqsil ET boʻshligʻiga chiqariladi (yuqorida koʻrsatilgan). Boshqa holatlarda signal peptidi yoki gidrofob aminokislotalarning boshqa bir qismi ET membranasiga joylashadi. Bu membrananing oqsil tutuvchi transmembrana (membranani kesib oʻtuvchi) segmentini yaratadi.

Endomembrana sistemasi boʻylab transport

ETda oqsillar oʻzining maxsus shakliga kelib oladi, baʼzan uglevod guruhi biriktirilishi ham mumkin. Oqsillarning aksariyati membranali vezikulalarda Golji apparatiga tashiladi. Ammo ayrim oqsillar ETda qolishi va u yerda oʻz vazifasini bajarishi kerak. Ushbu oqsillarda aminokislotalar yorliqlari mavjud boʻlib, ular Goljiga “qochib oʻtsa”, bu ularning ETga qaytarilishini taʼminlaydi.

Golji apparatida oqsillar oxirgi manzilga borishdan oldin qoʻshimcha modifikatsiyaga uchraydi (masalan, uglevod guruhlarini qoʻshish). Bu kabi manzillarga lizosoma, plazmatik membrana va hujayraning tashqi qismi kiradi. Ayrim oqsillar Goljida oʻz vazifalarini bajarishi kerak (ular “Golji rezidenti”) va turli xil molekulyar signallar, shu jumladan, aminokislota yorliqlari va strukturaviy xususiyatlari ularni shu yerda ushlab turish yoki qaytarishga yordam beradi

^{3}

Agar ularda maxsus yorliqlar boʻlmasa, oqsillar Goljidan hujayra yuzasiga yuboriladi, u yerdan oqsillar hujayraning tashqi qismiga (agar ular erkin suzib yuruvchi boʻlsa) yoki plazmatik membranaga yetkaziladi (agar ular membranaga bogʻlanuvchi boʻlsa). Ushbu standart yoʻl yuqorida tasvirlangan rasmda membrana oqsili uchun yashil rangda, uglevod guruhini oʻz ichiga oladigan oqsil uchun binafsha rangda koʻrsatilgan.

Oqsillar mos molekulyar yorliqlarga ega boʻlsa, boshqa manzillarga ham yuboriladi. Masalan, lizosoma uchun moʻljallangan oqsillar tarkibida fosfat guruhiga ega boʻlgan uglevoddan iborat molekulyar yorliq mavjud. Golji apparatida ushbu yorliqli oqsillar vezikulalarga oʻraladi va lizosomaga yuboriladi.

Endomembranaga ega boʻlmagan organellalarga yoʻnaltirish

Sitozolda hosil boʻlgan oqsillar (translyatsiya paytida ETga kirmagan) sitozolda doimiy qolishi mumkin. Shu bilan birga, ular hujayradagi boshqa, endomembranaga ega boʻlmagan organellalarga yuborilishi mumkin. Masalan, mitoxondriya, xloroplast, peroksisoma va yadroga bogʻlangan oqsillar odatda sitozolda hosil boʻladi va translyatsiya tugagandan soʻng manziliga yetkazib beriladi.

Translyatsiyadan keyin ushbu organellalardan biriga yetkazib berilishi uchun oqsil “manzil yorligʻi” aminokislotalar ketma-ketligini oʻz ichiga olishi kerak. Yorliq hujayradagi boshqa oqsillar tomonidan tanib olinadi, ular oqsilni kerakli joyga yetkazishga yordam beradi.

Detoksifikatsiya qiluvchi organella hisoblangan peroksisomaga oqsilning yetkazib berilishini misol tariqasida koʻrib chiqaylik. Peroksisomaga zarur boʻlgan oqsillar aminokislotalarning maʼlum bir ketma-ketligini tutadi, ular peroksisomal nishonli signal deb ataladi. Klassik signal faqat uchta aminokislotadan – oqsilning eng oxirida (C-terminalida) joylashgan serin-lizin-leysindan iborat. Aminokislotalarning bunday ketma-ketligi sitozol tarkibidagi oqsillar tomonidan aniqlanadi va ular oqsilni peroksisomaga olib keladi

^{4}

Mitoxondriya, xloroplast va yadroga doir nishonlar ham odatda peroksisomal nishonga oʻxshashdir. Yaʼni maʼlum bir aminokislota ketma-ketligi oqsilni nishon organellaga (yoki bu organella ichidagi qismga) yuboradi. Biroq har bir holatda “manzil yorliqlari”ning tabiati har xil.

Maqola CC BY-NC-SA 4.0 litsenziyasi asosida litsenziyalangan.

Mavzuda keltirilgan iqtiboslar:

Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., and Walter, P. (2002). A simplified “roadmap” of protein traffic. In Molecular biology of the cell (4th ed.). New York, NY: Garland Science. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26907/figure/A2143/?report=objectonly.
Purves, W.K., Sadava, D., Orians, G.H., and Heller, H.C. (2003). Chemical signals in proteins direct them to their cellular destinations. In Life: the science of biology (7th ed., p. 247). Sunderland, MA: Sinauer Associates.
Banfield, D. K. (2011). Mechanisms of protein retention in the Golgi. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 3, a005264. http://dx.doi.org/10.1101/cshperspect.a005264.
Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S.L., Matsudaira, P., Baltimore, D., and Darnell, J. (2000) Synthesis and targeting of peroxisomal proteins. In Molecular cell biology (4th ed., section 17.2). New York, NY: W. H. Freeman. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21520/.

Mavzuga oid qoʻshimcha maʼlumotlar

Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., and Walter, P. (2002). The compartmentalization of cells. In Molecular biology of the cell (4th ed.). New York, NY: Garland Science. Retrieved from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26907/.

Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., and Walter, P. (2002). Transport from the ER through the Golgi apparatus. In Molecular biology of the cell (4th ed.). New York, NY: Garland Science. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26941/.

Cooper, G. M. (2000). Lysosomes. In The cell: a molecular approach. (2nd ed.). Sunderland, MA: Sinauer Associates. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9953/.

Cooper, G. M. (2000). The endoplasmic reticulum. In The cell: a molecular approach. (2nd ed.). Sunderland, MA: Sinauer Associates. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9838/.

Cooper, G. M. (2000). The Golgi apparatus. In The cell: a molecular approach. (2nd ed.). Sunderland, MA: Sinauer Associates. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9838/.

Karp, G. (2010). Posttranslational uptake of proteins by peroxisomes, mitochondria, and chloroplasts. In Cell and molecular biology: Concepts and experiments (6th ed., pp. 309-311). Hoboken, NJ: John Wiley & Sons.

Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S.L., Matsudaira, P., Baltimore, D., and Darnell, J. (2000) Synthesis and targeting of mitochondrial and chloroplast proteins. In Molecular cell biology (4th ed., section 17.1). New York, NY: W. H. Freeman. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21652/.

OpenStax College, Biology. (2015, September 30). Ribosomes and protein synthesis. In OpenStax CNX. Retrieved from https://cnx.org/contents/s8Hh0oOc@8.57:FUH9XUkW@6/Translation.

OpenStax College, Biology. (n.d.). Translation. In OpenStax CNX. Retrieved from http://philschatz.com/biology-concepts-book/contents/m45479.html.

Peroxisomal targeting signal. (2014, 17 December). Retrieved February 2, 2016 from Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Peroxisomal_targeting_signal.

Protein synthesis. (n.d.) In NobelPrize.org. Retrieved from http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1999/illpres/protein.html.

Purves, W.K., Sadava, D., Orians, G.H., and Heller, H.C. (2003). Chemical signals in proteins direct them to their cellular destinations. In Life: the science of biology (7th ed., pp. 247-249). Sunderland, MA: Sinauer Associates.

Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., and Jackson, R. B. (2011). Gene expression: from gene to protein. In Campbell biology (10th ed., pp. 333-359). San Francisco, CA: Pearson.

Stavely, B. E. (2015). Protein targeting and sorting. In Principles of cell biology (BIOL2060). Retrieved from http://www.mun.ca/biology/desmid/brian/BIOL2060/BIOL2060-22/CB22.html.

Muhokamaga qoʻshilmoqchimisiz?

Kirish

Saralash:

Hozircha izohlar yoʻq.

Ingliz tilini tushunasizmi? Khan Academyʼning inglizcha saytida boʻlayotgan muhokamalarni koʻrish uchun shu yerga bosing.