Ученые обнаружили механизм защиты живых клеток от токсинов

Эти молекулы способны не только определять наличие вредных веществ, содержащихся в отдельных частях клетки, но и нейтрализовать их. Такое заявление было сделано группой исследователей из Массачусетского технологического института в США.

Как известно, гибель клетки часто вызывается теми агрессивными веществами, которые способны проникнуть внутрь цитоплазмы. Если эти вредные вещества накапливаются возле клеточной мембраны в большом количестве, они могут быть очень опасными. Так, молекулы перекиси водорода  при взаимодействии с белками, а также другими органическими веществами их окисляют, что в конечном итоге убивает клетку. Подобное влияние оказывают также другие токсины, имеющие общее действие.    

Группа исследователей их Массачусетского университета, которую возглавил Питер Дидон, занималась изучением того, как реагируют на подобные раздражители клетки дрожжей. При этом особое внимание ученые обратили на механизм защиты живых клеток от токсического воздействия.

На первом этапе эксперимента биологами была выращена культура дрожжей. Затем ученые добавили немного перекиси водорода в их питательную среду и начали наблюдение за тем, какие изменения происходят в химическом составе клеток и их поведении.  

Как оказалось, появление молекул Н2О2 вызвало очень серьезные перемены в синтезе тех особых молекул, которые отвечают за транспорт аминокислот в рибосомы белков. Молекулы эти по своей форме напоминают листок клевера, к которому может присоединиться лишь одна определенная аминокислота. Поэтому клетка содержит несколько десятков видов транспортных РНК, отвечающих за доставку молекул двадцати аминокислот, которые входят в состав белков.  

Как утверждают ученые, если пероксид водорода добавить в питательную среду, то в клетке повысится концентрация тРНК, хвост которых содержит молекулы метилцитидина – разновидности нуклеозида цитидина, который является одним из базовых компонентов РНК.

Когда биологами было сопоставлено количество аномальных и «обычных» тРНК, они сделали вывод, что в одном из видов транспортных молекул находилась большая часть хвостов метилцитидина, которые присоединяют к себе аминокислоту лейцин. Дидон и его коллеги утверждают: такие тРНК обладают свойством лучше присоединять и переносить молекулы лейцина. Поэтому лейцин играет важнейшую роль в нейтрализации пероксида. Это связано с тем, что при его транспортировке клетка принимает некоторые дополнительные «меры безопасности».

Проанализировав геном дрожжей, авторы статьи выяснили, что такие модифицированные тРНК могут использоваться при сборке особого вида рибосом, которые необходимы для производства белков, имеющих свойства защищать клетку от окисления. Вероятно, более прочное соединение между транспортировщиком и аминокислотой позволяет избегать многих ошибок во время экстренной сборки защитных ферментов в большом количестве.

Исследователи полагают, что и в другие защитные механизмы встроены подобные системы «экстренного реагирования», которые могут защищать клетку от других химических веществ-раздражителей – например, хлорки и мышьяка.

Текст:

Л. Шторм