Клетка имеет огромное количество способов, с помощью которых она регулирует количество производимых ею белков, ведь разных белков в разное время нужно разное количество. Здесь я опишу очень необычный способ такого регулирования.
Очень многие люди, интересующиеся жизнью клетки, знают, что белки строятся из аминокислот (https://goo.gl/obj6gE). Занимается этим рибосома (https://goo.gl/Apy5Q3). Транспортные РНК (тРНК) притаскивают нужную аминокислоту к рибосоме, эта аминокислота присоединяется к цепочке уже соединенных аминокислот, и так происходит до тех пор, пока белок не будет построен.
Но тРНК кто-то сначала должен нагрузить соответствующей ей аминокислотой, и этим занимается особая молекула: аминокислоту к тРНК прицепляет аминоацил-тРНК-синтетаза (https://goo.gl/no5tEV).
И вот тут начинается интересное. В какой-то момент клетка может «принять решение» притормозить процесс производства белков, причем всех сразу. Не то, чтобы совсем прекратить — это привело бы к смерти клетки, а именно немного притормозить. Ну может быть клетка попала в какие-то неблагоприятные условия, и ей надо притормозить свой метаболизм, чтобы экономить энергию, или случилось что-то еще (есть несколько наиболее частых причин). И как же сделать так, чтобы притормозить производство именно всех белков? Да очень просто: транспортные РНК перемещаются… обратно в ядро, где они и были произведены! Там в ядре эти тРНК и тусуются до лучших времен. Таким образом концентрация тРНК в цитоплазме снижается, то есть становится меньше носильщиков, которые таскают аминокислоты к строящимся белкам, и производство белков замедляется. Все прямо как у людей:) Когда же снова придет время активно делать белки, клетка не будет тратить время на производство новых тРНК, а просто выпустит в цитоплазму те тРНК, которые были реэкспортированы в ядро.
Умеренный реэкспорт тРНК из цитоплазмы в ядро происходит также и при нормальных обстоятельствах. Зачем? Дело в том, что отчасти сплайсинг тРНК завершается не в ядре, как мы привыкли думать, а в цитоплазме, и такой цикл «ядро-цитоплазма-ядро-цитоплазма» позволяет осуществлять более тщательный контроль за тем, чтобы тРНК производились без ошибок. Поступая в ядро, тРНК проходят там дополнительный контроль, после чего захватываются белком экспортином или аминоацил-тРНК-синтетазой и снова перемещаются в цитоплазму.