Signaaltuvastuspartikkel (SRP) — valkude suunaja ER-i ja membraani

Signaaltuvastuspartikkel (SRP) on laialt levinud molekul, mida leidub tsütoplasmas. See on ribonukleoproteiin (valk-RNA kompleks). SRP tunneb ära ja suunab spetsiifilisi valke eukarüootide endoplasma-retikulumisse ja prokarüootide plasmamembraani.

SRP seondub ribosoomile, kui sünteesitav polüpeptiid kannab N-lõpus olevat signaalsektsiooni (lühike hüdrofoobne peptiid). SRP–ribosoomi kompleks peatab ajutiselt valgu sünteesi, kuni kompleksi toimetatakse membrani juurde. Kui SRP–ribosoomi kompleks seondub SRP-retseptoriga membraanil, vabastab SRP ribosoomi ja lahkub; ribosoom jätkab seejärel valgu sünteesi ning polüpeptiid suunatakse läbi transmembraanipoori (translokooni), mis võimaldab valgu sisenemist või asetamist membraani. Seega juhib SRP valkude õiget ruumilist sihtimist rakusiseselt. Eukarüootidel on sihtmärgiks endoplasmaatilise retikulumi (ER) membraan.

Koostis ja struktuur

SRP koosneb tavaliselt ühest või mitmest valgust ja ühest või mitmest SRP‑RNA molekulist. Eukarüootidel on SRP suurem ja keerukam kui prokarüootidel. Üks hästi tuntud SRP-proteiini komponent on SRP54 (bakterites vastab sellele Ffh), mis on GTPaasi‑tüüpi valk ning mängib võtmerolli signaali tunnustamisel ja retseptoriga suhtlemisel. SRP‑RNA aitab keerukal SRP‑võrgustikul stabiliseerida valk‑RNA kokkupanekut ning osaleb toimemehhanismis.

Toimemehhanism samm-sammult

• Signaalsektsiooni äratundmine: SRP seondub kasvava polüpeptiidiga ribosoomis ja tunneb ära hüdrofoobse signaalse peptiidi.
• Translatsiooni peatamine: SRP põhjustab osalise või ajutise translatsiooni peatuse, et vältida valgu vales kohas haaramist või ebaõiget foldimist.
• Transport membraani: SRP–ribosoomi kompleks suunatakse SRP‑retseptorile membraanil (eukarüootidel SRα/SRβ, bakterites FtsY).
• GTP‑sõltuv dissotsiatsioon: SRP ja selle retseptor toimivad sageli GTPaasi mehhanismi kaudu — GTP hüdrolüüs toob kaasa SRP lahkumise ja ribosoomi käitumise muutuse.
• Translokatsioon: ribosoom kinnitub translokoobile (nt Sec61 eukarüootidel või SecYEG bakterites) ja polüpeptiid jätkab sissetoomist või integreerumist membraani ko‑translatsiooni käigus.

Evolutsioonilised ja organismidevahelised erinevused

SRP on universaalselt säilinud, mis tähendab, et enamik elusolendeid kasutab sarnast mehhanismi valkude suunamiseks. Siiski varieerub SRP koostis ja keerukus oluliselt: bakterite SRP on tavaliselt väiksem (tavaliselt üks SRP‑RNA ja Ffh), samas kui eukarüootidel ja arheedel on vaakumiliselt rohkem proteiine ja suurem SRP‑RNA. Need erinevused peegeldavad raku keerukust ja paljusid sihtmärgiprotsesse.

Bioloogiline tähtsus ja kliinilised seosed

SRP on oluline valkude korrektseks lokaliseerimiseks; selle talitlushäire võib põhjustada valkude vale paigutuse, valede membraaniproteiinide kokkupaneku ja seeläbi raku funktsiooni häireid. Mutatsioonid SRP‑komponentides on seotud mõningate haiguslike seisunditega ning SRP‑radasid uuritakse ka ravimite ja biotehnoloogiliste rakenduste kontekstis, näiteks valkude sihtimise manipuleerimiseks heteroloogses ekspressioonis.

Kokkuvõte

Signaaltuvastuspartikkel (SRP) on rakkude universaalne juhtmehhanism, mis tunneb ära signaalsektsiooniga valke, peatab ajutiselt nende sünteesi ja suunab need membraani kaudu sihtkohtadesse nagu endoplasmaatilise retikulumi sisemus või prokarüootide plasmamembraan. SRP‑süsteemi põhifunktsioonid — signaali äratundmine, translatsiooni koordineerimine ja suunamine translokooni — on säilinud kõigis eluvormides, kuigi molekulaarne koostis võib olla eri rühmades väga erinev.

Küsimused ja vastused

K: Mis on signaalituvastuse osake (SRP)?

K: Mis juhtub, kui SRP-ribosoomi kompleks seondub rakumembraani retseptoriga?

K: Mida teeb ribosoom pärast seda, kui SRP vabastab selle?

K: Milline on SRP funktsioon rakus?

K: Mis on SRP sihtmärk eukarüootides?

K: Kas SRP leidub kõigis elusolendites?

K: Kas SRP koostis on organismide vahel väga erinev?

Otsing