А.Я. Мишина
Масло
и вода не смешиваются. Как же белки – насыщенные водой гидрофильные молекулы –
проникают через внутриклеточные липидные мембраны, которые, по сути, являются
масляными барьерами, делящими клетку на отсеки? Этот вопрос побудил биохимика
Гюнтера Блобеля начать исследования, за которые в 1999 г. он был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине.
Первый
шаг к пониманию того, как белки проходят через мембраны, был сделан им в 1971 г., когда Блобель работал в лаборатории Джоржа Палада в Рокфеллеровском университете. Блобель и
его коллега Дэвид Сабатини выделили небольшой фрагмент молекулы белка – они
назвали его «пептидный сигнал», – который мог проникать через липидный слой
мембраны.
За
последующие три десятилетия, исследуя процесс переноса (транслокации) белков в
клетках, Блобель расширил гипотезу сигнального пептида, выяснив, что он служит
как бы почтовым индексом, направляющим новые белки к местам, где они должны
находиться.
Этот
процесс оказался универсальным: сходным образом он осуществляется в клетках
растений, дрожжей и животных, включая человека.
Многие
тяжелые заболевания – такие, например, как муковисцидоз, наследственная
гиперхолистеринемия (повышенный уровень холестерина в крови) – обусловлены
неправильной работой системы, управляющей перемещением белков в клетке.
Результаты, полученные Блобелем, проложили путь к пониманию того, как эти
нарушения можно было бы устранить, т.е. лечить соответствующие заболевания.
В
клетке белкам приходится проходить через мембраны во многих местах. Белки
синтезируются на рибосоме (1), и если они предназначены для секреции, сразу
попадают в эндоплазматическую сеть (ЭПР). Для этого рибосома должна подойти к
мембране эндоплазматической сети. В этом ей помогают короткие
последовательности аминокислот в полипептидной цепи синтезируемых белков, называемые
сигнальными пептидами. Сигнальные пептиды связываются с распознающими сигнал
частицами (SRP), которые в свою очередь связываются с SRP-рецепторами, находящимися
на поверхности мембраны эндоплазматического ретикулума. Как только белки проходят
через мембрану ЭПР, сигнальные пептиды от них отщепляются. Сами белки
заключаются в мембранные пузырьки – везикулы, которые, пройдя через аппарат
Гольджи, сливаются с клеточной плазматической мембраной и высвобождают свое
содержимое в окружающую среду.
Белки,
которые должны оставаться в клеточной мембране, например рецепторы, принимающие
биохимические сигналы от других клеток, перемещаются в клетке сходным образом (2).
Такие белки, называемые трансмембранными, помимо сигнальных пептидов имеют
«пептиды остановки переноса», выполняющие функцию якоря белка в мембране. Когда
везикулы подходят к плазматической мембране и сливаются с ней, заключенные в
них белки становятся неотъемлемой частью этой мембраны.
Сигнальные
пептиды в жизнедеятельности клетки играют такую же роль, как почтовые индексы в
нашей повседневной жизни. Так, белки, предназначенные для работы в клеточном
ядре (3), имеют сигнальные пептиды, которые позволяют им безошибочно находить
специализированные структуры, называемые комплексами ядерной поры, и
связываться с ними. Наконец, белки, обеспечивающие функционирование
разнообразных внутриклеточных органелл, таких, например, как энергетические
фабрики клетки – митохондрии (4) или лизосомы, имеют сигнальные пептиды еще
одного типа, также обеспечивающие безошибочную доставку их по соответствующему
внутриклеточному адресу.
Перевод
с английского
Список литературы
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта bio.1september
Другие работы по теме:
Роберт Кох
2 раза на заказ КОХ (Koch), Роберт 11 декабря 1843 г. – 27 мая 1910 г. Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1905 г. Немецкий врач и бактериолог Генрих Герман Роберт Кох родился в Клаусталь-Целлерфельде 11 декабря 1843 г.. Его родителями были Герман Кох, работавший в управлении шахт, и Матильда Юлия Генриетта Кох (Бивенд).
Нобелевские лауреаты– 2000
Кому была присвоено в завершающем году XX века, Нобелевская премия. Статистика "наших" лаурятов нобелевской премии.
Хронограф по И.А. Бунину
И.А. Бунин (1870-1953) 1870 г. 10 октября в городе Воронеже родился Иван Алексеевич Бунин 1881-1886 гг. Годы учения в Елецкой гимназии. 1887 г. В газете "Родина" напечатаны первые стихотворения и рассказы Бунина.
Тайна нобелевских лауреатов: виагра
13 октября 1998 года представителем шведского Каролинского медико-хирургического института была вручена Нобелевская премия по медицине и физиологии трем американским физиологам.
Гор, Альберт
Введение 1 Ранняя жизнь 2 Начало карьеры 3 Вице-президентство 4 Выборы-2000 5 Неполитическая деятельность 6 Нобелевская премия мира 7 Цитаты 8 В культуре
Дауэс, Чарлз Гейтс
План Введение 1 Биография и политическая деятельность 2 Нобелевская премия Введение Чарлз Гейтс Дауэс (англ. Charles Gates Dawes; 27 августа 1865, Мариетта, штат Огайо — 23 апреля 1951, Эванстон, штат Иллинойс) — государственный деятель США, предприниматель и военный.
Смит, Эдвин
Эдвин Смит (1822-04-27 — 1906) — американский египтолог и коллекционер древностей, чье имя носит один из древнеегипетских папирусов по медицине, папирус Эдвина Смита.
Нобелевские лауреаты 2003 года
Премия по физике Нобелевской премией по физике за 2003 год отмечены трое ученых, которые внесли решающий вклад в объяснение двух феноменов квантовой физики: сверхпроводимости и сверхтекучести.
Петр Капица /english/
Доклад о выдающемся русском физике Петре Капице. Биографическая справка и научная деятельность в области физики, нобелевская премия.
Инсулин
Инсулин, белковый гормон, вырабатываемый поджелудочной железой и регулирующий уровень сахара (глюкозы) в крови; препараты инсулина применяются для лечения сахарного диабета.
Понятия клеточной физиологии
вехи истории 1771—Л. Гальвани (L. Galvani, Италия) в «Трактате о силах электричества при мышечном движении» доказал существование так называемого животного электричества.
Нобелевские премии по медицине и физиологии
Нобелевские премии по медицине и биологии и её лауреаты. Очень велика история Нобелевской премии. Постараюсь вкраце рассказать её. Альфред Нобель оставил завещание, которым он официально подтвердил своё желание вложить все свои сбережения (около 33 233 792 шведских крон) в развитие и поддержку науки.
Зельман Абрахам Ваксман
Зельман Абрахам Ваксман - известный микробиолог, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине за 1952 год. Ваксман впервые получил стрептомицин - лекарство от туберкулеза.
Фрэнсис Крик
Английский биофизик, удостоенный в 1962 Нобелевской премии по физиологии и медицине (совместно с Дж.Уотсоном и М.Уилкинсом) за открытие молекулярной структуры ДНК.
Зельман Ваксман
Ваксман, Зельман Абрахам (Waksman, Selman Abraham) (1888–1973), американский микробиолог, удостоенный в 1952 Нобелевской премии по физиологии и медицине за открытие стрептомицина – первого эффективного противотуберкулезного антибиотика.
Шарль Броун-Секар
Броун-Секар, Шарль Эдуар (Brown-S quard, Charles duard) (1817–1894), французский физиолог и невропатолог.
Камилло Гольджи
Гольджи, Камилло (Golgi, Camillo) (1844?–1926), итальянский гистолог, удостоенный в 1906 Нобелевской премии по физиологии и медицине (совместно с С.Рамон-и-Кахалем) за разработку гистологических методов исследования нервной системы.
Илья Мечников
Русский микробиолог и патолог, удостоенный в 1908 Нобелевской премии по физиологии и медицине (совместно с П.Эрлихом) за исследование природы иммунитета.
Шарль Луи Альфонс Лаверан
Лаверан, Шарль Луи Альфонс (Laveran, Charles Louis Alphonse) (1845–1922), французский врач и эпидемиолог, удостоенный в 1907 Нобелевской премии по физиологии и медицине за изучение малярии и других эпидемиологических заболеваний.
Лагерквист, Пер
Лагерквист, Пер (Lagerkvist, Per) (1891–1974), шведский писатель.
Отто Варбург
Варбург, Отто Генрих (Warburg, Otto Heinrich) (1883–1970), немецкий биохимик и физиолог, удостоенный в 1931 Нобелевской премии по физиологии и медицине за открытие природы и механизма действия дыхательных ферментов.
Мари Франсуа Биша
Биша, Мари Франсуа Ксавье (Bichat, Marie Fran ois Xavier) (1771–1802), французский анатом, физиолог и врач, один из основоположников гистологии и патологической анатомии.
Чарлз Герберт Бест
В 1921 Бесту, который тогда работал вместе с Ф.Бантингом под руководством Дж.Маклеода, удалось выделить из поджелудочной железы собаки гормон инсулин.
Жак Моно
Французский биохимик и микробиолог, удостоенный в 1965 Нобелевской премии по физиологии и медицине (совместно с А.М.Львовым и Ф.Жакобом) за исследование процессов синтеза белка.
Алексис Каррель
Каррель, Алексис (Carrel, Alexis) (1873–1944), французский хирург, биолог и патофизиолог, удостоенный Нобелевской премии по физиологии и медицине за разработку оригинальных методов сшивания сосудов и техники выращивания культуры тканей.
Генри Дейл
Дейл, Халлет (Dale, Henry Hallett) (1875–1968), английский фармаколог и физиолог, удостоенный в 1936 Нобелевской премии по физиологии и медицине (совместно с О.Лёви) за открытие роли ацетилхолина в химической передаче нервных импульсов.
Жак Лёб
Основные работы Лёба посвящены изучению физиологии головного мозга и поведения животных. Сравнивая реакцию растений и животных на различные стимулы, он перенес понятие тропизма из ботаники в зоологию.
Отто Лёви
Австрийский фармаколог и физиолог, удостоенный в 1936 Нобелевской премии по физиологии и медицине (совместно с Г.Х.Дейлом) за открытие роли ацетилколина в передаче нервных импульсов.
Конрад Лоренц
Австрийский натуралист, зоопсихолог и этолог, удостоенный в 1973 Нобелевской премии по физиологии и медицине.
Джордж Майнот
Американский гематолог и патофизиолог, удостоенный в 1934 Нобелевской премии по физиологии и медицине.
К.Л. Полинг
Выдающийся американский химик и физик, общественный деятель.
Бонгард Михаил Моисеевич
Бонгард Михаил Моисеевич (1924-71), российский ученый в области кибернетики, физиологии зрения и психологии мышления, один из создателей теории узнавания.
Ваксман, Зельман Эйбрахам
Ваксман, Зельман Эйбрахам (Waksman, Selman Abraham) (1888–1973), американский микробиолог, удостоенный в 1952 Нобелевской премии по физиологии и медицине за открытие стрептомицина – первого эффективного противотуберкулезного антибиотика.
Юлиус Вагнер-Яурегг
Вагнер-Яурегг, Юлиус (Wagner-Jauregg, Julius) (1857–1940), австрийский невропатолог, психиатр и патоморфолог, удостоенный в 1927 Нобелевской премии по физиологии и медицине за обоснование теоретических положений пиротерапии.