ورود پروتئین ها به غشا (1)

ورود پروتئین ها به شبکه آندوپلاسمی زبر همزمان با ترجمه رخ می دهد. 

پیشتر دانستید که غشاهای بیولوژیکی عمدتاً از چربی ها و پروتئین ها با مقادیر کمتری کربوهیدرات ها تشکیل شده اند.

پروتئین غشائی مولکول پروتئینی است که به غشاء سلول یا یک اندامک متصل یا وابسته شده است. بیش از نیمی از تمامی پروتئین‌ها با غشاء برهم‌کنش دارند. پروتئین‌های غشاءی بر حسب شدت وابسته بودن به غشاء دو گروه تقسیم می‌شوند.

 پروتئین‌های غشاءی درونی به طور دائمی به غشاء متصل شده‌اند. آن‌ها را می‌توان پروتئین دانست که برای جدا شدن از غشاء به زداینده یا سایر حلال‌های غیرقطبی نیازمند هستند. بسته به نوع پیوند این پروتئین‌ها با غشاء دولایه آن‌ها را می‌توان به دسته‌های زیر تقسیم کرد:

پروتئین‌های تراغشاءی از داخل تمامی غشاء رد می‌شوند. بخش‌های تراغشاءی پروتئین به صورت بشکه‌های بتا یا پیچه‌های آلفا هستند. نواحی به صورت پیچه‌های آلفا در تمام انواع غشاءهای زیستی به خصوص غشاءهای خارجی دیده می‌شوند. بشکه‌های بتا تنها در غشاءهای خارجی باکتری‌های گرم-منفی، دیواره‌های سلولی لیپیدی بعضی از باکتری‌های گرم-مثبت، و غشاء بیرونی میتوکندرهای و کلروپلاست‌ها یافت می‌شوند.

 پروتئین غشاءی پیرامونی به صورت موقتی یا به دولایه لیپیدی و یا به پروتئین‌های درونی به واسطه ترکیبی از برهم‌کنش‌های آب‌گریزی، الکترواستاتیکی، و غیر-کووالانسی متصل شده‌اند.

ورود پروتئین ها به سیستم غشایی درونی (برای قرار گیری در قسمت های مختلف آن و یا برای ترشح به بیرون سلول) با واسطه شبکه آندوپلاسمی زبر صورت می گیرد. شبکه آندوپلاسمی زبر در سطح خود ریبوزوم هایی دارد که در حال ترجمه پروتئین های ورودی هستند و به آن ظاهری زبر داده اند.

پیش از این، فرآیند مرتب سازی پروتئین ها به انواع اندامک ها را معرفی کردیم. هر پروتئین یک نشان هدف گیری دارد که توسط یک گیرنده شناسایی می شود. این گیرنده پروتئین را به یک منفذ غشایی هدایت می کند تا از آن عبور کند و وارد اندامک مورد نظر شود. یک ویژگی کلیدی ورود به سیستم غشایی درونی (مسیر ترشحی) این است که این ورود می تواند همزمان با ترجمه رخ دهد. به این ترتیب، در این مورد به چپرون های مولکولی سیتوزولی برای جلوگیری از تا شدن پروتئین ها نیازی نیست.

همه پروتئین های ورودی به مسیر ترشحی، ترجمه را نه روی سطح شبکه آندوپلاسمی زبر، بلکه در ریبوزوم های آزاد در سیتوزول آغاز می کنند. پس از شروع ترجمه، توالی نشان پروتئین (که در پایانه N واقع است و ابتدا ترجمه می شود) از تونل خروج زیر واحد بزرگ ریبوزوم خارج می شود.

یک گیرنده سیتوزولی این توالی را شناسایی می کند. این گیرنده یک ریبونوکلئوپروتئین است که از یک RNA (به عنوان چارپوب) و چندین پروتئین ساخته شده است و ذره شناسایی نشان (SRP) نام دارد. (شکل1) 

شکل1: طرحی از ساختار ذره شناسایی نشان (SRP) در این مدل از SRP، برهمکنش 6 پلی پپتید آن با RNA 300 نوکلئوتیدی اش نشان داده شده و همچنین برخی وظایف این ذره به اجزایش نسبت داده شده است. (روی تصویر کلیک کنید.)

نقش های SRP 

شناسایی توالی نشان: یکی از پروتئین های SRP (به نام SRP54) یک شکاف آب گریز غنی از ریشه های متیونین در سطح خود دارد که با آن می تواند به توالی های نشان آب گریز متصل شود. در پی این اتصال، SRP تغییر صورت بندی می دهد.

توقف ترجمه: با تغییر صورت بندی SRP، یکی دیگر از پروتئین های آن به جایگاه اتصال فاکتورهای ادامه ترجمه (طویل شدن) در ریبوزوم متصل می شود. در نتیجه، این فاکتورها نمی توانند به ریبوزوم متصل شوند و ترجمه موقتا متوقف می شود. بنابراین تا زمانی که ریبوزوم به غشای شبکه آندوپلاسمی بار اندازی نکند، پلی پپتیدی به سیتوزول آزاد نمی شود که بتواند تا شود.

اتصال به گیرنده SRP: گیرنده (SR) SRP  کمپلکسی پروتئینی در سطح غشای شبکه آندوپلاسمی زبر است. SRP پس از اتصال به توالی نشان، به این کمپلکس متصل می شود. (SRP54 در این اتصال نیز نقش دارد.)

در ادامه به چنئین نقش SRP اشاره خواهیم کرد.

منبع: https://fa.wikipedia.org

مرکز یادگیری سایت تبیان، مرجان سلیمانیان