Ученые смогли наблюдать синтез белка в живой клетке

В работе молекулярных генетиков из университета штата Калифорния в г. Санта-Крус, опубликованной в журнале Nature, впервые описано прямое наблюдение синтеза белка в живой клетке. Механизм одной из сложнейших биохимических реакций установили с помощью т.н. "оптических пинцетов" (специальных установок, использующих лазерное излучение).

Синтез белка, как было установлено в 50-е годы прошлого века, осуществляется в рибосомах - внутриклеточных структурах, число которых в клетке может достигать десятков тысяч. Именно в рибосомах происходит сначала копирование генетической информации с ДНК на матричную рибонуклеиновую кислоту (мРНК), которая затем используется как матрица для синтеза белков.

Д-р Ноллер (Harry Noller), ведущий автор работы и руководитель центра молекулярной биологии РНК, объясняет, что если ранее исследователям удавалось наблюдать лишь синтез белка, происходящий одновременно в триллионах рибосом, то теперь это можно сделать в одной клетке. Благодаря такому индивидуальному контролю удалось обнаружить уникальные особенности процесса трансляции. К концам нитей ДНК в опытах группы Ноллера были прикреплены крохотные шарики, которые и использовали для наблюдения за процессом с помощью оптического пинцета.

Ученые смогли зарегистрировать отдельные этапы трансляции, при которой происходят три последовательных события, а затем наступает пауза, затем процесс повторяется аналогичным образом. Три "хлопка" соответствуют считыванию одного кодона (следующих непосредственно друг за другом последовательностей из трех нуклеотидов). В результате этого этапа к белковой молекуле добавляется очередная конкретная аминокислота.

В дальнейшие планы международной группы ученых, в которой участвовали также бразильские и японские исследователи, входит повышение чувствительности оптических пинцетов. Это позволит точно измерить усилия, которые рибосома развивает при синтезе белка, и выявить самые тонкие детали физического механизма биосинтеза, сообщает PhysOrg.