МедУнивер - MedUniver.com Все разделы сайта Видео по медицине Книги по медицине Форум консультаций врачей  
Рекомендуем:
Генетика:
Генетика
Аномалии хромосом
Биология клетки
Генетика врожденных пороков
Генетика рака - опухолей
Молекулярная генетика
Наследственные синдромы
Цитогенетика - исследование хромосом
Лечение наследственных болезней
Фармакогенетика
Форум
 

Модели механизма ядерного транспорта

• Взаимодействие между кариоферинами и нуклеопоринами играет критическую роль в транслокации белков через ядерную пору

• Направление транспорта частично определяется взаимодействием кариоферинов с некоторыми нуклеопоринами

Сейчас известно, что связывание карго с транспортным рецептором и закрепление его на комплексе ядерной поры являются ключевыми событиями процесса ядерного адресования белков. Однако механизм, по которому комплексы белок-карго-кариоферин транспортируются через канал ядерной поры, остается невыясненным. При этом длина транспортного пути может достигать 200 нм, причем неизвестно, насколько перемещение связано с кинезином, миозином или с гидролизом АТФ.

В ранних экспериментах было показано, что ддя транспорта через ЯПК необходим гидролиз АТФ. Однако позже оказалось, что АТФ требуется для поддержания оптимального уровня ГТФ, участвующего в транспорте. Единственным процессом ядерного транспорта, для протекания которого необходим гидролиз ГТФ, является контроль его направления, который осуществляется с участием Ran.

Неизвестно, каким образом комплексы кариоферин-карго продвигаются по каналу ядерной поры. При рассмотрении возможных механизмов транслокации необходимо принимать во внимание известные группы фактов.

• Кариоферины взаимодействуют с большинством нуклеопоринов через повторы, содержащие фенилаланин и глицин (FG), причем эти повторы выстилают центральный канал поры.

• Исследования связывания показывают, что некоторые кариоферины проявляют повышенное сродство к определенным нуклеопоринам.

• Ran участвует не только во взаимодействии между карго и кариоферинами, но также между кариоферинами и нуклеопоринами.

• Кариоферины могут продвигаться вдоль поры в двух направлениях, хотя наиболее вероятен перенос ими карго только в одном направлении.

Простая модель транспорта предполагает, что движение белка по каналу происходит за счет облегченной диффузии. Согласно этой модели, транспортный рецептор вступает с нуклеопоринами во временное слабое взаимодействие, но при этом направление транспорта не учитывается. Оно определяется позже, Ran-зависимым процессом, который может происходить с любой стороны поры, как это показано для импорта. Более сложная версия этой модели предполагает, что направление транспорта задается постепенным увеличением сродства между транспортным рецептором и нуклеопорином по мере движения комплекса карго/рецептор через канал ЯПК. Согласно этой модели, сродство нуклеопоринов к комплексу вдоль транспортного пути постепенно увеличивается.

Еще одна модель предложена на основании данных о том, что канал поры выстилается многими нуклеопоринами, содержащими гидрофобные FG-последовательности. Предполагается, что FG домены этих нуклеопоринов не структурированы и создают в канале гидрофобную среду. Как предполагает модель селективной фазы, представленная на рисунке ниже, при притяжении FG-богатых регионов нуклеопоринов друг к другу в центре канала образуется барьер, через который не проходит большинство белков. Эта модель также предполагает наличие у кариоферинов избирательного сродства к окружению в канале ЯПК, что обеспечивает способность ядерной поры не пропускать многие белки через канал, и облегчать диффузию кариофериновых комплексов. Однако способность кариоферинов взаимодействовать с FG нуклеопоринами позволяет им селективно продвигаться вдоль канала поры, и транспортировать связанные с ними белки карго. Доказательства в пользу реальности такой модели носят пока предварительный характер. К их числу относится быстрый характер кинетики импорта белков, а также взаимодействие кариоферинов с FG повторами нуклеопоринов. Однако модель не объясняет, каким образом происходит транспорт больших комплексов, таких как рибосомы и иРНК-белковые комплексы.

По мере появления новых биофизических методов, использующих флуоресцентную микроскопию, которые позволяют прослеживать судьбу отдельных молекул, они применяются для исследования ядерного транспорта. Проведенные исследования дают возможность предполагать, что прохождение комплекса кариоферин-карго через канал ЯПК происходит очень быстро (в среднем занимает 10 мс); в основном движение носит стохастический характер, и стадией лимитирующей скорость является выход комплекса из канала в ядро. По-видимому, через ЯПК может одновременно транспортироваться по крайней мере десять молекул субстрата (со своими рецепторами), и по нему может проходить примерно 1000 молекул белков в секунду.

Модель облегченной диффузии
Контакты между кариоферинами и нуклеопоринами осуществляются через фенилаланин-глициновые повторы (FG-повторы),
которые играют ключевую роль в механизме транслокации через ядерные поры.
Селективная фаза транслокации ядра
Модель селективной фазы транслокации предполагает, что взаимодействия между ФГ-повторами предотвращают транслокацию большинства белков чере ЯПК.
Белки, содержащие сайты связывания с ФГ-повторами, нарушают эти взаимодействия и проходят через ЯПК.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

- Также рекомендуем "Механизм регулирования ядерного транспорта"

Оглавление темы "Транспортная система ядра клетки":
  1. Механизм экспорта белка из ядра клетки
  2. Механизм контроля ядерного транспорта Ran-ГТФазой
  3. Модели механизма ядерного транспорта
  4. Механизм регулирования ядерного транспорта
  5. Механизм экспорта РНК из ядра клетки
  6. Сборка и экспорт рибосом
  7. Механизм экспорта тРНК из ядра
  8. Механизм экспорта иРНК из ядра
  9. Механизм транспорта гетерогенных ядерных рибонуклеопротеиновых частиц (гяРНП)
  10. Факторы участвующие в экспорте иРНК
Медунивер Мы в Telegram Мы в YouTube Мы в VK Форум консультаций врачей Контакты, реклама
Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.