Биологи показали, без каких белков может обойтись рибосома

Российские ученые изучили геномы более 200 штаммов бактерий, чтобы выяснить, без каких белков в рибосоме можно обойтись и почему клетка может нормально функционировать и без них. Работа ученых опубликована в журнале Molecular Biology and Evolution.

Рибосома — это одна из важнейших органелла живых клеток, которая присутствует у всех эукариот и прокариот. Она отвечает за процесс синтеза белка — трансляции. Рибосома содержит два основных компонента — малую и большую рибосомные субъединицы, состоящие из рибосомных молекул РНК (рРНК) и рибосомных белков. Состав этих органелл у всех клеток практически одинаков, однако известно, что некоторые бактерии могут обходиться без полного набора рибосомных белков.
В новом исследовании ученые из Сколковского института науки и технологий, МГУ им. М. В. Ломоносова и Института проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН попытались выяснить, какие белки жизненно необходимы для нормального функционирования рибосомы, а какие нет. Они провели анализ состава рибосомных белков 214 относительно небольших геномов бактерий.
Авторы определили набор часто «теряемых» белков и выяснили, что лишь девять рибосомных белков абсолютно консервативны, а каждый из остальных 48 был утрачен хотя бы в одном штамме из рассматриваемого набора. Ученые показали, что вероятность потери рибосомных белков в малой субъединице меньше, чем в большой. При этом чаще всего теряемые белки оказывались на поверхности рибосомы, где образовывали меньше связей с другими компонентами органеллы.

Оказалось также, что эти наиболее часто теряемые белки появились в рибосоме на более поздних этапах эволюции. Из-за этого, когда бактериям приходилось жертвовать белками, они, видимо, действовали по принципу «последним пришел, первым ушел».
Биологи также показали, что самые существенные потери белков наблюдаются у трех бактерий с самыми короткими геномами в выборке. Они также выявили корреляцию между размером генома и количеством сохранившихся рибосомных белков. Тем не менее, так как рибосомные белки входят в комплект «основных рабочих инструментов» клетки, они, как правило, одними из последних покидают уменьшающийся геном бактерий. Изучение бактериальных рибосом критически важно, поскольку именно рибосома служит мишенью для большинства создаваемых антибиотиков.