Биогенез ядерных телец

Как исследовались ядерные тельца? Каким образом молекулы РНК и белок взаимодействуют в клетке? Что необходимо для сохранения структуры тельца? Об этом рассказывает доктор биологических наук Евгений Шеваль.

Живая клетка — это реализация той информации, которая записана в геноме. Геном эукариотической клетки находится внутри ядра, поэтому ядро — ключевой компонент клетки, который, как выяснилось за последние несколько десятилетий, устроен чрезвычайно сложно. Во внутреннем пространстве ядра к настоящему времени идентифицировано значительно число образований, имеющих обычно либо круглую, либо немного неправильную форму, которые принято называть «ядерные тельца». Как правильно ядерные тельца определяют по наличию специфических белков, далее начинают подробно изучать, определять роль, которую оно играет, какие функции с ним связаны. Ядерных телец идентифицировано очень много, и этот процесс активно происходит до сих пор.

Прорыв в исследованиях ядерных телец наступил, когда начали искать более стабильный компонент, чем белки. Сейчас на такую роль для большинства ядерных телец претендуют молекулы РНК — рибонуклеиновая кислота, которая транскрибируется с ДНК, то есть с генов. Эксперименты были построены примерно по такой схеме: давайте возьмем и в какой-то точке либо накопим молекулы РНК либо начнем их синтезировать, то есть создадим новую структуру. Наиболее эффектные эксперименты были сделаны со структурой, которая по-английски называется «paraspeckles». На русский язык научного перевода нет, но это «околопятнышки». Оказывается, в ядре есть структура, которая называется «пятнышки», а рядом с ней — paraspeckles. Есть некоторые РНК, которые не нужны для синтеза белка в данный момент, — их надо накопить внутри ядра. Эти РНК как раз связываются с paraspeckles. Когда в стрессовых ситуациях появится в них нужда, они отсоединяются, идут в цитоплазму, там синтезируется белок. Оказалось, что в основе этих структур лежат специальные РНК. Эти РНК не кодируют никаких белков — это некодирующая РНК.

В клетке необходимо не просто наличие компонента (РНК и paraspeckles): это не дом, который сделан из кирпичей. На самом деле важно взаимодействие между молекулой РНК и белками. Пролетает белок, пролетает молекула РНК — белок хватается за РНК, другие белки хватают еще, и получается сеть. И эта сеть и есть структура — это ядерное тельце. Важно понимать, что эта сеть очень динамична. Белок схватился, но он не держится всю жизнь. В доме, если мы добавим цемент между кирпичами, он будет все время. Белки обмениваются. Соответственно, получается более динамичная ситуация. Хорошо ли это? Для дома это было бы катастрофой: дом стоит, а потом решил разобраться. А для клетки это очень хорошо, потому что клетка постоянно меняется, она не может быть стабильна.