«Вместо того, чтобы привлекать определенные компоненты извне, они уже встроены в РНК-полимеразу I, что объясняет, почему она больше, меньше регулируется, но в то же время более эффективна», — говорит Кристоф Мюллер из EMBL, руководивший исследованием. «Поскольку все уже собрано, задержки по времени нет», — объясняет Мария Морено-Морчилло, выполнявшая работы.Существует три различных РНК-полимеразы, каждая из которых образует определенные типы молекул РНК.
Например, РНК-полимераза II создает информационную РНК — «посредника», который переносит информацию, закодированную в ДНК, на рибосому, где ее можно использовать для создания белка. РНК-полимеразы I и III составляют части механизма, который считывает эту информационную РНК: I создает РНК, которая в конечном итоге формирует рибосому, а III создает транспортную РНК, которая несет строительные блоки белка к рибосоме для сборки. Ученые уже более десяти лет знают, как выглядит РНК-полимераза II и как она работает, но получить подробную информацию о структурах ее аналогов оказалось чрезвычайно сложно. Теперь, когда им удалось сделать это для РНК-полимеразы I, Мюллер и его коллеги нашли объяснения некоторых особенностей этого белка.
Отчасти сложность изучения РНК-полимеразы I заключается в том, что это более крупная молекула, чем РНК-полимераза II. Когда они определили его трехмерную структуру, ученые обнаружили, что некоторые из «дополнительных» модулей в РНК-полимеразе I удивительно похожи на другие, отдельные белки, которые необходимы РНК-полимеразе II для выполнения своей работы. Похоже, что РНК-полимераза I постоянно поддерживает эти вспомогательные модули.
В другой части молекулы Мюллер и его коллеги обнаружили, что РНК-полимераза I, по-видимому, объединила то, что в РНК-полимеразе II представляет собой два отдельных модуля, в один многозадачный компонент. Вместе эти изменения, вероятно, объясняют, почему РНК-полимераза I может продуцировать молекулы РНК с большей скоростью, чем РНК-полимераза II.Полученные данные также предполагают, что у клетки меньше способов контролировать активность РНК-полимеразы I, поскольку она не может влиять на нее, изменяя доступность вспомогательных белков, как это происходит в случае РНК-полимеразы II.
Но и здесь стратегия швейцарского ножа РНК-полимеразы I. Структура показала, что у этой молекулярной машины есть встроенный регуляторный механизм: она может перестать прикрепляться к ДНК, изгибая петлю в своей структуре, чтобы заблокировать пространство, в которое ДНК обычно стыкуется.Работа проводилась в сотрудничестве с лабораторией Карлоса Фернандеса-Торнеро в Центре биологических исследований в Мадриде, Испания, а также исследователями из Геттингенского университета, Германия, и синхротроном SOLEIL во Франции, где были получены некоторые структурные данные. был получен.
Структурные данные были также получены на кольце Petra III в EMBL Hamburg, в кампусе DESY в Германии.Кристоф Мюллер недавно получил расширенный грант Европейского исследовательского совета (ERC) на изучение РНК-полимеразы I и белков, с которыми она взаимодействует.