Ответсообщение недоступно
Внутри человеческой клетки находится ядро, окружённое двойной мембраной. Там хранится ДНК. Но ядро нельзя просто герметично закрыть: ему постоянно приходится обмениваться с остальной клеткой огромным количеством молекул.
Для этого существуют ядерные поры.
Но слово «пора» обманчиво. Это не дырка в мембране, а одна из крупнейших молекулярных машин клетки — ядерный поровый комплекс, или NPC.
Его масса у человека составляет примерно 110–125 мегадальтон. Для сравнения: это в десятки раз тяжелее рибосомы. Комплекс имеет диаметр порядка 100–120 нанометров и построен примерно из 30 типов белков — нуклеопоринов, каждый из которых присутствует во множестве копий. В сумме получается около тысячи белковых молекул.
А на одном ядре таких ворот могут быть тысячи.
И через них идёт колоссальный трафик.
Из ядра необходимо вывести матричные РНК, чтобы рибосомы могли производить белки. Через поры выходят также субъединицы рибосом, собранные в ядрышке.
В обратном направлении движется ещё больший поток. Большинство белков ядра — ДНК-полимеразы, транскрипционные факторы, гистоны и множество других — синтезируются рибосомами за пределами ядра. Значит, после рождения им необходимо попасть обратно внутрь.
Но здесь возникает замечательная инженерная задача.
Пора должна одновременно быть открытой и закрытой.
Маленькие молекулы могут проходить через неё относительно свободно. Крупные макромолекулы требуют специального транспорта. Нужный белок несёт своего рода молекулярный паспорт — сигнал ядерной локализации. Его распознают транспортные белки — импортины.
В центре поры находится необычный барьер из нуклеопоринов, богатых повторяющимися последовательностями FG — фенилаланин-глицин. Они образуют динамическую молекулярную среду, которая препятствует случайному прохождению крупных объектов, но транспортные рецепторы умеют быстро через неё перемещаться.
Направление движения обеспечивает система Ran-GTP/Ran-GDP. По разные стороны ядерной оболочки поддерживаются разные состояния Ran, и этот химический градиент сообщает транспортной системе, где «внутри», а где «снаружи».
Получаются настоящие молекулярные пограничные ворота — быстрые, селективные и работающие непрерывно.
Причём ядерная пора регулирует не только транспорт. Изменяя доступ белков к ядру, клетка может буквально менять своё поведение.
Например, транскрипционный фактор находится в цитоплазме — определённая программа генов выключена. Приходит сигнал, фактор проходит через ядерную пору — и через несколько минут начинают работать другие гены.
Поэтому граница ядра — это не просто стенка.
ДНК хранит информацию внутри ядра. Рибосомы работают в основном снаружи. А ядерные поры контролируют движение информации и управляющих молекул между этими двумя мирами.
У клетки есть не только геном. У неё есть ещё и система, решающая, кто получит к нему доступ.