Nagroda Nobla dla Guentera Blobla







initAd();



































  Biochemia
  Biotechnologia
  Fizjologia
  Genetyka
  Medycyna
  Mikrobiologia
  Inne








   Biologii komórki
   Biologii molekularnej
   Medycyny molekularnej
   Histologii
   Botaniki
  
Leksykon medyczny
   Testy








   Botanika
   Budowa komórki
   Ewolucja
   Genetyka
   Medycyna
   Terminologia
   Zoologia








   A 
   B 
   C 
   D 
   E 
   F 
   G
   H 
   I 
   J 
   K 
   L 
   Ł 
   M
   N 
   O 
   P 
   R 
   S 
   Ś 
   T
   U 
   W 
   Z 
   Ż 
  Cała lista 








   Apoptoza
   PDB
   Biochemia
   Biotechnologia
   Czasopisma
   Książki
   Uczelnie
   Uniwersytety
   Zdjęcia

















 O nas
           Tu jesteś:  
Biologia.pl

< Sygnały -
Fizjologia













Nagroda Nobla dla Guentera Blobla

Tegoroczną Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny
otrzymał Guenter Blobel, naukowiec pracujący w nowojorskim Instytucie Rockefellera.
Blobel odkrył, że cząsteczki białek wytwarzane w komórce mają wbudowane etykietki
adresowe, które kierują białka do wybranej części komórki.

Wnętrze komórki eukariotycznej składa się z wielu przedziałów
komórkowych - organelli, które pełnią różne funkcje i zawierają różne zestawy
białek. Białka jądra komórkowego są odpowiedzialne m.in. za
replikację DNA i
transkrypcję; białka mitochondrium
- za prawidłowy przebieg reakcji
łańcucha oddechowego; białka lizosomów - za trawienie innych
białek... Poszczególne przedziały komórki są oddzielone od siebie przez błony biologiczne,
które są słabo przepuszczalne dla dojrzałych cząsteczek białek (dzięki temu białka
mitochondrialne nie uciekają do cytoplazmy, a białka, które powinny zostać w
cytoplazmie, nie przedostają się do jądra komórki). Jednak
translacja w większości przypadków
rozpoczyna się w cytoplazmie. Jak białka odnajdują drogę do właściwego przedziału
komórkowego? Jak przedostają się przez błony lipidowe?

Guenther Blobel odpowiedział na te pytania. Dzięki jego badaniom
wiemy, że za transport cząsteczki białka do określonego organellum odpowiadają
specyficzne sekwencje sygnałowe o długości od kilku do kilkudziesięciu aminokwasów.

Jak wyglądają sekwencje sygnałowe?

Sekwencje kierujące białka do poszczególnych organelli różnią
się długością, rodzajem aminokwasów, ładunkiem elektrycznym i lokalizacją w
cząsteczce białka.



Transport cząsteczki białka do...
Przykład sekwencji sygnałowej


...mitochondrium
+H3N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile-Arg-Phe-
Phe-Lys-Pro-Ala-Thr-Arg-Thr-Leu-Cys-Ser-Ser-Arg-
Tyr-Leu-Leu...


...siateczki śródplazmatycznej (ER)
+H3N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Leu-Leu-Val-
Gly-Ile-Leu-Phe-Trp-Ala-Thr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-
Thr-Lys-Cys-Glu-Val-Phe-Gln-..


...jądra komórkowego
...-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-...


...peroksysomów
...-Ser-Lys-Leu-...



Przykłady typowych sekwencji sygnałowych, odpowiedzialnych za
transport cząsteczek białka do różnych przedziałów komórki. Aminokwasy obdarzone
dodatnim ładunkiem elektrycznym zostały zaznaczone na czerwono,
ujemnym - na niebiesko; grupa położonych obok siebie
aminokwasów hydrofobowych - na zielono.

Każdy rodzaj białkowej etykietki adresowej ma pewne
charakterystyczne cechy, które gwarantują dostarczenie cząsteczki białka do wybranej
części komórki. Na przykład sekwencje sygnałowe kierujące białka do jądra
komórkowego składają się z dodatnio naładowanych grup aminokwasów, które po
zwinięciu się cząsteczki białka w odpowiedni kształt tworzą plamkę sygnałową.
Mitochondrialne sekwencje sygnałowe zawierają dodatnio naładowane aminokwasy oddzielone
od siebie przez aminokwasy o neutralnym ładunku; taka sekwencja przyjmuje kształtalfa-helisy, w której
po jednej stronie znajdują się aminokwasy neutralne, a po drugiej - zasadowe. W
etykietkach adresowych kierujących białko do siateczki śródplazmatycznej znajdują
się odcinki całkowicie hydrofobowe.
Fizyczne właściwości sekwencji sygnałowych, takie jak hydrofobowość albo ładunek
elektryczny, często są dużo ważniejsze od ich dokładnej sekwencji aminokwasów.

Droga do mitochondrium..

Białka, które mają dostać się do mitochondriów, są wytwarzane
na rybosomach swobodnie pływających w cytoplazmie. Gotowe cząsteczki białka są
uwalniane przez rybosomy do cytoplazmy i przyjmują odpowiednią konformację
przestrzenną. Ich sekwencje sygnałowe, które mają postać wyżej opisanej alfa-helisy
położonej przy końcu N
cząsteczki białka, są rozpoznawane przez odpowiednie receptory zewnętrznej błony
mitochondrialnej. Wtedy w błonach lipidowych oddzielających mitochondrium od cytoplazmy
powstaje kanał, przez który cząsteczka białka wpada do wnętrza mitochondrium. Podczas
przechodzenia przez błonę białko jest rozwijane i wyprostowywane, a sekwencja
sygnałowa jest odcinana przez odpowiednie enzymy. Kiedy już znajdzie się w macierzy
mitochondrium, znowu przyjmuje swój charakterystyczny kształt; pomagają mu w tym
specjalne białka opiekuńcze.
Niektóre cząsteczki białek mitochondrialnych zawierają dodatkowe etykietki adresowe,
które pozwalają na umieszczenie tych białek w wewnętrznej lub zewnętrznej błonie
mitochondrialnej albo przestrzeni międzybłonowej, a nie w macierzy mitochondrium.

...siateczki śródplazmatycznej, aparatu Golgiego, lizosomów błony komórkowej...


Wysyłanie białek do siateczki śródplazmatycznej przebiega
inaczej. Produkcja takich białek też zaczyna się na wolnych rybosomach
cytoplazmatycznych, ale kiedy tylko z rybosomu wysunie się etykietka adresowa kierująca
białko do ER, produkcja białka jest zatrzymywana, bo do powstającej cząsteczki białka
przyłącza się pływające w cytoplazmie białko SRP (Signal Recognition Particle, cząsteczka
rozpoznająca sygnał). Chwilowo zablokowany rybosom przyczepia się do szorstkiej
siateczki śródplazmatycznej, która zawiera receptory rozpoznające białko SRP. SRP
odczepia się od sekwencji sygnałowej powstającego białka i translacja może dalej
zachodzić. Powstające białko jeszcze podczas translacji powoli wsuwa się do wnętrza
ER przez nowo utworzony kanał błonowy; jednocześnie enzymy znajdujące się w siateczce
odcinają niepotrzebną już etykietkę adresową. To, czy białko zostanie na zawsze w
siateczce śródplazmatycznej, czy zostanie przetransportowane do aparatu Golgiego,
lizosomów, błony komórkowej albo wydzielone na zewnątrz komórki, zależy od innych
etykietek adresowych danej cząsteczki białka.

...i jądra komórki

Jeszcze inaczej zachowują się białka przeznaczone do umieszczenia
wewnątrz jądra komórkowego. Takie białka powstają na rybosomach swobodnie
pływających w cytoplazmie. Następnie przyjmują swoją konformację przestrzenną;
wtedy etykietki sygnałowe tworzą dodatnio naładowane plamki sygnałowe na powierzchni
tych cząsteczek białek. Do tych plamek sygnałowych przyczepiają się specjalne białka
- importyny, które odpowiadają za transport białek zaopatrzonych w odpowiednie
etykietki z cytoplazmy do jądra komórkowego przez
pory znajdujące się w otoczce jądrowej.

W dobre ręce

Transport białek do odpowiednich przedziałów komórki jest dla
współczesnych biologów czymś oczywistym, opisywanym w podręcznikach (np. na płycie
CD-ROM Biologia komórki). Ale w latach siedemdziesiątych
to była rewolucyjna hipoteza! - mówi Harris Bernstein z US National Institutes for
Health. Blobel był jedną z tych osób, które przekształciły 'biologię
komórki' w 'molekularną biologię komórki'- dodaje Angus Lamond ze
szkockiego University of Dundee. Dwa lata temu Nagrodę Nobla otrzymał Stanley Prusiner
za badania nad prionami (białkowymi czynnikami zakaźnymi, które niszczą komórki,
zmuszając inne białka do przyjmowania nieprawidłowego kształtu), chociaż jego
hipoteza nie została jeszcze potwierdzona w sposób ostateczny: niektórzy badacze
twierdzą, że priony mogą zawierać małe cząsteczki kwasów nukleinowych, które
decydują o ich zakaźności. Najwyraźniej naukowcy przyznający Nobla chcieli uniknąć
podobnych kontrowersji i - podobnie jak w zeszłym roku - nagrodzili ważne i całkowicie udowodnione odkrycie,
które w ogromnym stopniu pomogło nam zrozumieć tajemnice komórki.

Medicine Nobel goes to pioneer of protein guidance mechanisms. M.
Heemels. Nature 401: 625 (1999).
Molecular biology of the cell. Intracellular compartments and protein sorting. B.
Alberts, D. Bray, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, J. Watson. Garland
Publishing, NY (1994).
Biologia komórki. G. Nalepa. Prószyński i S-ka
(1998).















CZWARTEK13 września 2001



Sponsor serwisu:











Jak szukać?
 
Znajdź






Zobacz także:




Leksykon medyczny



Kurs histologii






Wiedza i Życie 





Świat Nauki 





dlaczego.pl 





gimnazjum.pl 





liceum.pl 






mapaPolski.pl 






pilot.pl 
















Serwis nominowany do 'Złotej witryny' konkursu Webfestival 2001.

standard HTML 4.0Copyright © 1996 - 2001Prószyński i S-ka SAemail: [e-mail]