• Субъединицы рибосом собираются в ядрышке, где образуется рРНК
• Для сборки в субъединицы рибосом белки импортируются из цитоплазмы
• В экспорте субъединиц рибосом участвуют белки-переносчики и Ran
Рибосомы представляют собой большие нуклеопротеидные комплексы, состоящие из двух субъединиц, содержащих около 80 белков и 4 молекулы рРНК. Они начинают собираться по отдельности в ядрышке и для окончательной сборки экспортируются в цитоплазму. Субъединицы рибосом принадлежат к числу самых крупных комплексов, способных транспортироваться через ЯПК.
Их размер находится на верхнем пределе пропускания ядерной поры. Из-за большой величины субъединиц другие макромолекулы не транспортируются, когда через канал проходит рибосомная субъединица. Выше обсуждалось, что в одном ЯПК могут одновременно находиться РНК и белок. Таким образом, в случае рибосомных субъединиц мы имеем дело с другой ситуацией.
Сборка и экспорт двух субъединиц рибосом представляет собой чрезвычайно сложный процесс и в значительной степени зависит от ядерного транспорта. В биогенезе рибосом может участвовать до 50% транспортных ресурсов ядра. К числу компонентов рибосом относится значительная часть клеточных белков и РНК. Рибосомные белки образуются в цитоплазме, импортируются в ядро и поступают в ядрышко.
Там они взаимодействуют с предшественниками рРНК и с факторами сборки. Предшественники рРНК образуются в ядрышке. После сборки каждая субъединица экспортируется через ЯПК. В цитоплазме субъединицы объединяются с факторами инициации трансляции и с иРНК, образуя зрелые трансляционно-активные рибосомы.
В ядерном импорте всех известных рибосомных белков участвуют представители семейства кариоферинов и Ran-ГТФаза. Однако, по крайней мере для некоторых рибосомных белков, используется более одного специфического импортера. Например, у дрожжей в импорте одних и тех же белков участвуют два разных представителя семейства кариоферинов. Поскольку биогенез рибосом играет критическую роль в жизни клетки, избыточность обеспечивает достаточное количество компонентов для сборки.
Так же как и в случае других макромолекул, процесс экспорта субъединиц рибосом характеризуется насыщением, что свидетельствует в пользу его рецепторной природы. Это было продемонстрировано в экспериментах с введением субъединиц рибосом в ядра ооцитов Xenopus. Более того, в процессе экспорта субъединицы не конкурируют с другими РНК-белковыми комплексами, что позволяет предполагать использование разных транспортных рецепторов для субъединиц рибосом.
Могут экспортироваться даже рибосомы бактерий. Это свидетельствует о том, что система экспорта в клетках эукариот может узнавать эти рибосомы. Не исключено, что в ходе эволюции эукариот системы экспорта образовались достаточно рано для того, чтобы приспособиться к рибосомам своих прокариотических предков.
Что представляет собой рецептор экспорта рибосомальных субъединиц? На основании исследований мутантов дрожжей мы знаем, что экспорт большой (60S) и малой (40S) субъединиц происходит с участием экспортина Crm I (и Ran). В случае 60S-субъединицы с ней связывается адаптерный белок, называемый Nmd3, который способствует присоединению Crm I. В экспорте 40S-субъединицы также участвует экспортин, однако в данном случае белок Nmd3 не требуется, и адаптер пока не обнаружен.
Другая группа исследований, проведенных на дрожжах, показывает, что в экспорте рибосомных субъединиц также участвует другой белок, Rrp12. Этот белок структурно близок к кариофериново-му семейству рецепторов и, как и в случае кариофери-нов, связывается как с FG-повторами нуклеопоринов, так и с Ran. Он также связывается с пре-рРНК.
Сборка субъединиц рибосом из рРНК и импортированных рибосомных белков происходит в ядрышке.
После этого субъединицы экспортируются при участии Crml экспортина.
Процесс зависит от Ran. Связыванию Crml с большой субъединицей способствует Nmd3.
