Готовность новых рибосом к синтезу белка определяют те же белковые факторы, которые помогают рибосомным машинам собирать полипептидную цепь: белки организуют холостую сборку рибосом и проверяют, отвечают ли те «стандартам качества».

Молекулярная модель большой частицы рибосомы дрожжей; разными цветами выделены разные белки. (Рисунок Laguna Design.)

Синтез белка происходит на матричной РНК с помощью белоксинтезирующей машины — рибосомы. Но, как настоящая машина, рибосома проходит долгий и сложный путь, прежде чем её допустят к производству аминокислотных цепей. Рибосома состоит из двух частиц, каждая из которых построена на рибосомной РНК. РНК эта, как и всякая другая, синтезируется в ядре (точнее — в ядрышке), после чего на неё начинают садиться рибосомные белки. Таких белков довольно много, и у каждого есть собственное место. Лишь при правильном их расположении рибосома сможет выполнять свои функции.

Созревание рибосомных частиц начинается в ядре и продолжается в цитоплазме клетки. Хотя исследователи со временем примерно поняли, как происходит чехарда белков на созревающей рибосоме, некоторые важные вопросы оставались без ответа. Например, как клетка проверяет готовность рибосомы к синтезу полипептидной цепи? Когда становится понятно, что рибосому можно подпускать к матрице? Как клетка защищается от рибосомного брака? «Недоразвитая» или бракованная рибосома может сделать белок, который будет или нестабилен, или ядовит для клетки.

Исследователи из Института Скриппса (США) сумели описать механизм контроля качества новых рибосом в клетках эукариот. В статье, появившейся в журнале Cell, они сообщают, что главную роль тут играют факторы трансляции — белки, сопровождающие рибосому во время биосинтеза. Сам по себе он может синтезировать полипептидную цепь, но делает это медленно и с множеством ошибок. Поэтому через весь процесс её ведёт целая куча белков, которые показывают ей, откуда начать синтез, расплетают перед ней нить матричной РНК, помогают большой рибосомной частице пристыковаться к малой и т. д. И, как оказалось, некоторые из этих же белков проверяют новоприбывшую рибосому на готовность к работе.

Правильно собранная, зрелая рибосома будет делать всё правильно — то есть две её частицы корректно соединятся, а факторы трансляции будут садиться на неё в нужных местах. Когда появляется новосинтезированная частица, фактор трансляции eIF5B помогает ей связаться со старой частицей-напарником. Обычно такая сборка полной рибосомы из двух частиц происходит уже на матричной РНК. Но при контроле качества белковые факторы не пускают непроверенную рибосому на матрицу: она собирается вхолостую. Если новая частица присоединилась к старой по всем правилам, другие факторы, которые обычно вступают в дело при завершении синтеза белка, заставляют рибосомный комплекс распасться. Выдержавшая проверку новая частица направляется на синтез белка.

Это довольно изящное решение — чтобы те белки, которые постоянно работают с рибосомами, сами определяли, готова ли рибосомная машина к работе. Однако следует уточнить, что исследователи видели только то, как новая малая частица рибосомы (называемая 40S) проходит проверку с помощью старой большой частицы (60S). Хотелось бы теперь узнать, как клетка проверяет готовность к работе больших частиц. Ну и, разумеется, не может не волновать судьба рибосом, не прошедших контроль: дают ли им второй шанс или сразу отправляют на слом?