16.6: Nükleer Taşımanın Yönlülüğü

Ras ile ilişkili nükleer protein veya Ran, GTP ve GDP'ye bağlı durumları arasında geçiş yapan küçük bir G proteinidir. Ran'a özgü düzenleyiciler, sitozolde bulunan bir Ran GTPaz Aktive Edici Protein veya RanGAP ve çekirdeğin içinde bulunan bir Ran guanin nükleotid değişim faktörü veya RanGEF, GTP/GDP değişimini düzenler. Ran'a özgü düzenleyicilerin bu asimetrik dağılımına ek olarak, hücrelerin içindeki yüksek GTP konsantrasyonu, çekirdek içinde daha yüksek bir RanGTP konsantrasyonuna yol açar. Çekirdek boyunca oluşan RanGTP'nin bu konsantrasyon gradyanı, nükleer proteinlerin tek yönlü ticaretine yardımcı olur.

Nükleer ihracat sırasında RanGTP, ihracata bağlanır ve kargoyu bağlama afinitesini arttırır. Ran GTP-kargo-ihracat kompleksi, çekirdekten nükleer gözenek kompleksi veya NPC'ler yoluyla geçer. NPC'lerin sitozolik tarafının yakınında bulunan RanBP1 ve RanBP2, RanGAP aktivitesini uyararak Ran'ın RanGDP'ye GTP hidrolizine girmesine yardımcı olur. Bu, kargo-ihracat bağlanabilirliğini zayıflatır ve sonunda kargonun sitozolde salınmasına yol açar. RanGTP'den farklı olarak RanGDP, reseptörleri tek başına bağlayamaz ve ikinci bir kargo ihracatı turu için ihracatinleri çekirdeğe geri dönüştürülmek üzere serbest bırakır.

RanGTP'nin sitozoldeki sürekli akışı ve hidrolizi, çekirdekteki RanGTP seviyelerini düşürür. Nükleer taşıma faktörü 2 (NTF2), sitozoldeki hidrolize RanGDP'yi bağlar ve kaybı telafi etmek için onları çekirdeğe geri taşır. Çekirdeğin içinde RanGDP, bir RanGEF olan Kromatin Yoğunlaşması 1 Düzenleyicilerine (RCC1) bağlanır ve nükleer RanGTP konsantrasyonlarını eski haline getirmek için bir GDP/GTP değişimine uğrar.

Taşımanın yönlülüğü, GTP ile kompleks oluşturan küçük bir monomerik protein Ran tarafından korunur. Ran-GTP, nükleer ihracat alıcılarının veya ihracatçıların kargoyu yüklemesine yardımcı olur ve çekirdeğin içindeki kargoyu boşaltmak için ithalat reseptörüne veya ithalatçıya bağlanır.

Çekirdek içinde Ran, kromatine bağlı Ran-Guanin nükleotid değişim faktörü veya RanGDP'yi RanGTP'ye dönüştüren Ran-GEF tarafından düzenlenir.

Sitozolde, Ran GTPase aktive edici protein veya Ran-GAP, Ran bağlayıcı protein RanBP1 ile ilişkilidir ve Ran GTP'nin Ran GDP'ye hidrolizini hızlandırır.

Ran'a özgü regülatörlerin diferansiyel lokalizasyonu, çekirdekte sitozolden çok daha yüksek bir Ran-GTP konsantrasyonu sağlar.

Protein ithalatı sırasında, Ran-GTP, gelen ithalat-kargo kompleksine bağlanır ve çekirdekte kargo salınımını kolaylaştırır.

Sitozoldeki ithalat-kargo kompleksinin daha yüksek konsantrasyonu, çekirdeğe kargo ithalatını daha da artırır.

Buna karşılık, nükleer ihracat sırasında Ran-GTP, çekirdek içindeki ihracatçıların kargo bağlanma afinitesini arttırır. Çekirdekte sitozole kıyasla daha yüksek bir ihracat-kargo kompleksi konsantrasyonu, tek yönlü kaçakçılığını sağlar.