• Транспортным рецептором для тРНК является экспортин-t
• Экспорт тРНК требует участия Ran
• На экспорт тРНК влияют модификации ее молекулы
• тРНК может повторно импортироваться в ядро
тРНК образуются в ядре, где они подвергаются процессингу, и затем выходят в цитоплазму. Там они аминоацилируются и принимают участие в трансляции. Экспортируются из ядра только такие тРНК, которые прошли полный процессинг.
Экспорт тРНК из ядра происходит с участием специальных транспортных рецепторов и Ran. Экспериментально доказано, что экспорт тРНК представляет собой рецепторный процесс, поскольку введение в ядра ооцитов Xenopus тРНК в возрастающих количествах приводит к насыщению процесса ее экспорта. Для экспорта тРНК также оказывается критическим поддержание асимметричного распределения Ran (Ran-ГТФ в ядре и Ran-ГДФ в цитоплазме).
Необходимость наличия Ran для экспорта тРНК продемонстрирована в экспериментах по введению в ядро Ran-GAP, обычно находящегося в цитоплазме. Поскольку Ran-GAP стимулирует гидролиз ГТФ под действием Ran, он предотвращает накопление в ядре Ran-ГТФ и тем самым ингибирует экспорт тРНК Экспортером для тРНК служит экспортин-t, представитель семейства кариоферинов. Этот белок непосредственно связывается с РНК.
Более того, он предпочтительнее связывается с полностью процессированной тРНК. Тем самым гарантируется, что РНК, которая не подверглась процессингу, не будет экспортирована преждевременно. Как показано на рисунке ниже, в ядре экспортин-t непосредственно связывается с тРНК в присутствии Ran-ГТФ, образуя тримерный комплекс тРНК-экспортин-Ran-ГТФ. Этот комплекс аналогичен образующимся между другими экспортинами и белками, содержащими NES.
Тримерный комплекс проходит через ядерную пору в цитоплазму. После стимуляции гидролиза ГТФ под действием Ran-GAP происходит его диссоциация с высвобождением тРНК
Для участия в трансляции тРНК должны подвергнуться аминоацилированию, которое обычно происходит в цитоплазме. Однако этот процесс также может осуществляться в ядре. В некоторых исследованиях было показано, что аминоацилированная тРНК экспортируется более эффективно и является лучшим субстратом для экспортина-t.
Поскольку аминоацилирование зависит от того, насколько полно и точно прошел процессинг предшественников тРНК, это служит еще одним механизмом сверки, позволяющим убедиться в том, что в цитоплазму выходят только функционально полноценные тРНК, которые будут участвовать в трансляции.
Некоторые тРНК созревают за счет сплайсинга, механизм которого отличается от механизма сплайсинга пре-иРНК В клетках дрожжей некоторые ферменты сплайсинга тРНК находятся в цитоплазме. Поэтому в цитоплазме мутантов, дефектных по процессу сплайсинга, накапливается незрелая тРНК Однако в ядре были найдены зрелые формы этих тРНК.
Это позволяет предполагать, что тРНК могли быть импортированы в ядро после сплайсинга, а затем реэкспортированы. Этот процесс может обеспечить более тонкую сверку, позволяющую убедиться в том, что в синтезе белка принимают участие только зрелые молекулы тРНК.
У дрожжей существует один ген, Losl, который кодирует экспортин-t. Интересно, что Losl не является для дрожжей критическим геном, обеспечивающим выживаемость клеток. Это позволяет предполагать, что для тРНК существуют альтернативные пути экспорта. Молекулы тРНК достаточно малы (около 30 000 Да) и могли бы выходить из ядра просто за счет диффузии. Если бы это действительно имело место, то привело бы к выравниванию концентрации тРНК по клетке.
Однако, как известно, большая часть тРНК находится в цитоплазме. Существуют ли еще какие-либо рецепторы, обеспечивающие экспорт тРНК? Если дрожжевая клетка несет мутацию, в результате которой замедляется синтез тРНК, то она теряет жизнеспособность, если нарушена структура экспортина-t. Эти наблюдения позволяют прийти к выводу о том, что ферменты, которые присоединяют аминокислоты к тРНК — аминоацил-тРНК-синтетазы, могут функционировать как экспортные рецепторы для тРНК. Эта модель предполагает, что тРНК-синтетазы обладают челночной функцией. Они должны связываться с тРНК и аминоацилировать ее в ядре, затем сопровождать аминоацилированную форму в цитоплазму, высвобождать там тРНК для трансляции и снова поступать в ядро.
Транспорт тРНК из ядра может происходить с участием Ran.
При этом тРНК связывается с экспортином-t (показано слева).
В экспорте тРНК также может играть роль ее аминоацилирование (показано справа).
