ИСТИНА

Митохондрии обладают собственным геномом и системой синтеза белка, однако большинство генов в ходе эволюции перенеслось из митохондриального генома в ядерный. В связи с этим из цитоплазмы в митохондрии импортируется значительное число макромолекул: как белков, так и РНК. В то время как количество импортируемых в митохондрии белков у всех организмов значительно превосходит количество белков, синтезируемых в митохондриальном матриксе (например, у человека в митохондриях синтезируется 13, а у S.cerevisiae – 9 белков из более чем тысячи необходимых для функционирования органелл), количество импортируемых РНК значительно варьируется от вида к виду. Так, например, у простейших рода Tetrahymena из 36 митохондриальных тРНК из цитоплазмы импортируется 26, у растения M.polymorpha импортируется 2 тРНК, а 27 закодировано в митохондриальном геноме, у дрожжей S.cerevisiae импортируется лишь одна лизиновая тРНК. У млекопитающих тРНК не импортируются, однако показан импорт 5S рРНК и РНК, входящих в состав РНКазы P и MRP. Несмотря на то, что у млекопитающих отсутствует конститутивный импорт тРНК, в их клетках есть все необходимое для осуществления этого процесса. Было показано, что производные импортируемой дрожжевой тРНК (тРЛ1) при экспрессии их генов в клетках человека начинают импортироваться в митохондрии млекопитающих и включаться в процесс трансляции. Это позволяет предполагать, что импорт тРНК в митохондрии у дрожжей и млекопитающих происходит по одному механизму. Значительное количество наследственных заболеваний человека ассоциировано с мутациями в митохондриальной ДНК. Эти мутации зачастую затрагивают гены тРНК. Импорт не мутированных тРНК из цитоплазмы и их включение в митохондриальную трансляцию позволил бы супрессировать такие мутации. Импорт тРЛ1 в митохондрии дрожжей является высокоспецифичным процессом. В определении его специфичности играет роль не только первичная последовательность импортируемой тРНК, но и структура белка-переносчика, которым является предшественник митохондриальной лизил-тРНК-синтетазы (preMsk1p). Этот белок после импорта в митохондрии подвергается протеолитическому расщеплению, в результате которого он теряет сигнал митохондриальной локализации. После этого белок становится функциональным в качестве аминоацил-тРНК-синтетазы и выполняет свою основную функцию – аминоацилирует митохондриальную лизиновую тРНК (тРЛ3). Ранее в нашей лаборатории было показано in vitro, что мутагенез определенных участков preMsk1p расширяет набор импортируемых молекул. В нашей работе мы попытались определить степень вовлеченности этих участков в обеспечение импорта тРЛ1 в митохондрии, а также их роль в процессе определения специфичности импорта. Цели работы: 1) Найти участки в составе preMsk1p, являющиеся кандидатами на роль ключевых в обеспечении процесса импорта тРЛ1 в митохондрии дрожжей. 2) Определить, как мутагенез этих участков влияет на процесс импорта тРЛ1 в митохондрии. 3) Выявить участок белка, отвечающий за определение специфичности импорта тРЛ1. Результаты работы: 1) Впервые картирован участок, являющийся критичным для направления импорта тРЛ1 в митохондрии дрожжей. 2) Показано, что для эффективного направления импорта тРЛ1 необходимо сохранение структуры этого участка. Полученные данные согласуются с предварительными данными о неканонической структуре комплекса preMsk1p и тРЛ1. 3) Картированы участки, регулирующие процесс импорта тРЛ1. 4) Картирован участок, определяющий специфичность процесса импорта. 5) Впервые найдена методика, позволяющая синтезировать preMsk1p в клетках E.coli в растворимом виде.