Charakterystyka rybosomów, typy, struktura, funkcje

Rybosomy Są najliczniejszymi organelami komórkowymi i biorą udział w syntezie białek. Nie są otoczone membraną i są tworzone przez dwa rodzaje podjednostek: duże i małe, z zasadą zasadą duża podjednostka jest prawie dwukrotnie większa niż dziewczynka.

Linia prokariotyczna ma rybosomy z lat 70. złożone z dużej podjednostki 50s i małych 30s. Podobnie rybosomy linii eukariotycznej składają się z dużej podjednostki 60. i małych lat 40.

Rybosom jest analogiczny do fabryki ruchu, zdolny do odczytania Messenger RNA, tłumacząc go na aminokwasy i łącząc je za pomocą wiązań peptydowych.

Rybosomy są równoważne z prawie 10% całkowitej bakterii i ponad 80% ilości całkowitego RNA. W przypadku eukariotów nie są one tak obfite w odniesieniu do innych białek, ale ich liczba jest większa.

W 1950 r. Badacz George Palade po raz pierwszy wizualizował rybosomy i to odkrycie otrzymało Nagrodę Nobla za fizjologię lub medycynę.

[TOC]

Ogólne cechy

Mała i duża podjednostka rybosomu

Składniki wszystkich komórek

Rybosomy są niezbędnymi składnikami wszystkich komórek i są związane z syntezą białek. Są bardzo małe, dzięki czemu można je wizualizować tylko w świetle mikroskopu elektronicznego.

Znajdują się w cytoplazmie

Rybosomy są wolne w cytoplazmie komórki, zakotwiczone w szorstkim retikulum endoplazmatycznym - rybosomy nadają mu „pomarszczone” wygląd - i w niektórych organellach, takich jak mitochondria i chloroplasty.

Synteza białek

Rybosomy przymocowane do błon są odpowiedzialne za syntezę białka, które zostanie wstawione do błony plazmatycznej lub zostaną wysłane do zewnętrznej komórki.

Wolne rybosomy, które nie są sprzężone z żadną strukturą w cytoplazmie, syntetyzują białka, których celem jest wnętrze komórki. Wreszcie rybosomy mitochondriów syntetyzują białka stosowania mitochondriów.

Podobnie kilka rybosomów może łączyć i tworzyć „polirybosomy”, tworząc łańcuch sprzężony z przekaźnikowym RNA, syntetyzując to samo białko, wiele razy i jednocześnie.

Podpoważności

Wszystkie składają się z dwóch podjednostek: dużych lub starszych i jednego małego lub mniejszego.

Niektórzy autorzy uważają, że rybosomy są organellami nie -membranami, ponieważ brakuje im tych struktur lipidowych, chociaż inni badacze nie uważają ich za organelle.

Struktura

Podjednostki rybosomowe. Źródło: Alejandro Porto/CC BY-S (https: // CreativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0)

Rybosomy to małe struktury komórkowe (od 29 do 32 nm, w zależności od grupy organizmu), zaokrąglone i gęste, złożone z rybosomalnych RNA i cząsteczek białkowych, które są ze sobą związane.

Najczęściej badane rybosomy to Ebakteria, łuki i eukariotów. W pierwszej linii rybosomy są prostsze i więcej. Tymczasem eukarium rybosomy są bardziej złożone i większe. W łukach rybosomy są bardziej podobne do obu grup w niektórych aspektach.

Rybosomy kręgowców i okrytozalążkowe (rośliny kwiatowe) są szczególnie złożone.

Każda podjednostka rybosomalna powstaje głównie przez rybosomalny RNA i szeroką gamę białek. Duża podjednostka może być utworzona z małych cząsteczek RNA, oprócz rybosomalnego RNA.

Białka są sprzężone z rybosomalnym RNA w określonych regionach, zgodnie z zamówieniem. W rybosomach można zróżnicować kilka aktywnych miejsc, takich jak obszary katalityczne.

RNA rybosomalny ma kluczowe znaczenie dla komórki i można to zobaczyć w jej sekwencji, która była praktycznie niezmienna podczas ewolucji, odzwierciedlając wysokie wybiórcze ciśnienia wobec każdej zmiany.

Może ci służyć: cnidocyty: cechy, struktura, funkcje, typy

Funkcje rybosomów

Rybosomy są odpowiedzialne za pośredniczenie w procesie syntezy białek w komórkach wszystkich organizmów, będąc uniwersalnym maszynami biologicznymi.

Rybosomy - wraz z RNA transferowym i RNA Messenger - udaje się zdekodować przesłanie DNA i interpretować go w sekwencji aminokwasów, które utworzą wszystkie białka organizmu, w procesie zwanym tłumaczeniem.

W świetle biologii słowo tłumaczenie odnosi się do zmiany „języka” trzepot nukleotydowych na aminokwasy.

Struktury te są centralną częścią tłumaczenia, w której występuje większość reakcji, takich jak tworzenie się połączeń peptydowych i uwalnianie nowego białka.

Tłumaczenie białka

Tłumaczenie łańcucha polipeptydowego rybosomu RNM. Źródło: SV: Användare: Elinnea/CC By-S (http: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0/)

Proces tworzenia białka rozpoczyna się od połączenia Messenger RNA a rybosomem. Wysłannik porusza się przez tę strukturę na określonym końcu zwanym „Kodonem inicjatora łańcucha”.

W miarę przechodzi przez RNA komunikatora przez rybosom, powstaje cząsteczka białka, ponieważ rybosom jest w stanie zinterpretować wiadomość zakodowana w komunikacie.

To przesłanie jest kodowane w trojaczkach nukleotydowych, w których każde trzy podstawy wskazują na określony aminokwas. Na przykład, jeśli posłańca RNA przenosi sekwencję: aug auu cuu uug gcc, utworzony peptyd będzie składał się z aminokwasów: metioniny, izoleucyny, leukińskiej, leukińskiej i alaniny.

Ten przykład pokazuje „zwyrodnienie” kodu genetycznego, ponieważ więcej niż jeden kodon - w tym przypadku CUU i UUG - koduje ten sam rodzaj aminokwasu. Kiedy rybosom wykrywa schor stop w RNA komunikatora, tłumaczenie kończy się.

Rybosom ma stronę A i stronę P. Witryna P zawiera peptydil-arnt, a na stronie wchodzi do aminoacilu.

Przenieś RNA

Transfer RNA są odpowiedzialne za transport aminokwasów do rybosomu i mają uzupełniającą sekwencję z trypletem. Istnieje transfer RNA dla każdego z 20 aminokwasów, które tworzą białka.

Chemiczne etapy syntezy białek

Proces zaczyna się od aktywacji każdego aminokwasu z połączeniem ATP w kompleksie adenozynowym monofosforanowym, uwalniając fosforany o wysokiej energii.

Poprzedni krok skutkuje aminokwasem o nadmiaru energii, a związek występuje wraz z odpowiednim RNA transferowym, tworząc kompleks aminokwasowy-arnT. Tutaj występuje uwalnianie monofosforanu adenozyny.

W rybosoma RNA transfer znajduje przekaźnik RNA. Na tym etapie sekwencja transferu lub hybrydowego RNA antykodonu z kodonem lub tripletem Messenger RNA. Prowadzi to do wyrównania aminokwasu do odpowiedniej sekwencji.

Enzym przenoszący peptydyl jest odpowiedzialny za katalizowanie tworzenia się powiązań peptydowych, które wiążą się z aminokwasami. Proces ten zużywa duże ilości energii, ponieważ wymaga tworzenia czterech wiązań o wysokiej energii dla każdego aminokwasu, który wiąże się z łańcuchem.

Reakcja eliminuje rodnik hydroksylowy na końcu aminokwasowym i eliminuje wodór na końcu NH₂ drugiego aminokwasowego.  Reaktywne regiony dwóch aminokwasów wiążą się i tworzą łącznik peptydowy.

Może ci służyć: leukocyty (białe krwinki): cechy, funkcje, typy

Rybosomy i antybiotyki

Ponieważ synteza białek jest niezbędnym zdarzeniem dla bakterii, niektóre antybiotyki mają białe rybosomy i różne stadia procesu translacji.

Na przykład streptomycyna wiąże się z małą podjednostką, aby zakłócać proces tłumaczenia, powodując błędy w czytaniu RNA komunikatora.

Inne antybiotyki, takie jak neomycyny i gentamycyny, mogą również powodować błędy translacji, łącząc małą podjednostkę.

Rodzaje rybosomów

Rybosomy w prokariotach

Bakterie, takie jak I. coli, Mają więcej niż 15.000 rybosomów (w proporcjach odpowiada to prawie jednej czwartej suchej masy komórki bakteryjnej).

Rybosomy w bakteriach mają średnicę około 18 nm i powstają 65% rybosomalnego RNA i tylko 35% białka o różnych rozmiarach, między 6.000 i 75.000 kDa.

Duża podjednostka nazywa się 50s i małymi 30s, które są łączone, tworząc strukturę 70s o masie cząsteczkowej 2.5 × 10⁶ KDA.

Podjednostka z 30s jest wydłużona i nie symetryczna, podczas gdy 50s jest grubsza i mocniejsza.

Mała podjednostka I. coli Składa się z 16S rybosomalnego RNA (1542 zasady) i 21 białek, a w dużej podjednostce znajdują się rybosomale 23s (2904 zasady), 5s (1542 zasady) i 31 białek). Białka, które je komponują, są podstawowe, a liczba zmienia się w zależności od struktury.

Rybosomalne cząsteczki RNA wraz z białkami są pogrupowane w strukturę wtórną podobną do innych rodzajów RNA.

Rybosomy u eukariotów

Rybosomy u eukariotów (80.) są większe, z większą zawartością RNA i białka. RNA są dłuższe i nazywane są 18s i 28s. Podobnie jak w prokariotach, skład rybosomów jest zdominowany przez rybosomalny RNA.

W tych organizmach rybosom ma masę cząsteczkową 4.2 × 10⁶ KDA i rozkłada się w podjednostce 40 i 60.

Podjednostka 40S zawiera pojedynczą cząsteczkę RNA, 18s (1874 zasady) i około 33 białek. Podobnie, podjednostka 60S zawiera RNA 28s (4718 zasad), 5.8s (160 zasad) i 5s (120 zasad). Ponadto składa się z podstawowych białek i białek kwasowych.

Rybosomy w łukach

Archaees to grupa organizmów mikroskopowych przypominających bakterie, ale różnią się tak wieloma cechami, które stanowią osobną domenę.  Żyją w różnych środowiskach i są w stanie kolonizować ekstremalne środowiska.

Rodzaje rybosomów występujących w łukach są podobne do rybosomów organizmów eukariotycznych, chociaż mają one również pewne cechy rybosomy bakteryjnych.

Ma trzy rodzaje rybosomalnych cząsteczek RNA: 16s, 23 i 5s, sprzężone z 50 lub 70 białkami, w zależności od gatunku badań. Jeśli chodzi o wielkość rybosomów łuków, są one bliżej bakterii (70. z dwoma podjednostkami 30s i 50s), ale pod względem ich podstawowej struktury są bliżej eukarionotów.

Ponieważ łuki często zamieszkują środowiska o wysokich temperaturach i wysokich stężeniach soli, ich rybosomy są wysoce odporne.

Współczynnik sedymentacji

S lub Svedbergs odnosi się do współczynnika sedymentacji cząstek. Wyraża związek między stałą prędkością sedymentacji między zastosowanym przyspieszeniem. Ta miara ma wymiary czasu.

Może ci służyć: Boba Turtle: Charakterystyka, siedlisko i zachowanie

Zauważ, że Svedbergs nie są dodatkami, ponieważ uwzględniają masę i kształt cząstki. Z tego powodu u bakterii rybosom złożony z podjednostek 50s i 30s nie dodaje lat 80.

Synteza rybosomów

Wszystkie niezbędne maszyny komórkowe do syntezy rybosomów występują w jądrze, gęstym regionie jądra, który nie jest otoczony strukturami błoniastymi.

Jądro jest zmienną strukturą w zależności od rodzaju komórki: jest duży i widoczny w komórkach o wysokich wymaganiach białka i jest prawie niezauważalnym obszarem w komórkach, które syntetyzują niewielką ilość białka.

Przetwarzanie rybosomalnego RNA występuje w tym obszarze, gdzie jest on przymocowany do białek rybosomalnych i powoduje ziarniste produkty kondensacyjne, które są niedojrzałymi podjednostkami, które utworzą funkcjonalne rybosomy.

Podjednostki są transportowane poza jądrem - przez pory jądrowe - do cytoplazmy, gdzie są składane w dojrzałych rybosomach, które mogą zacząć od syntezy białek.

Rybosomalne geny RNA

U ludzi geny kodujące dla rybosomalnych RNA znajdują się w pięciu parach specyficznych chromosomów: 13, 14, 15, 21 i 22. Ponieważ komórki wymagają dużych ilości rybosomów, geny powtarza się kilkakrotnie w tych chromosomach.

Geny jądra kodują dla rybosomales 5.8s, 18s i 28s i są transkrybowane przez polimerazę RNA w przechodzącym prekursorowym prekursorze 45S. RNA rybosomalny 5S nie jest syntetyzowany w jądrze.

Pochodzenie i ewolucja

Współczesne rybosomy musiały pojawić się na czas Luca, ostatni uniwersalny wspólny przodek (akronimu w języku angielskim Uniwersalny wspólny przodek), prawdopodobnie w hipotetycznym świecie RNA. Proponuje się, aby RNA transferowe były fundamentalne dla ewolucji rybosomów.

Ta struktura może powstać jako kompleks z funkcjami samokontroli, które następnie nabyły funkcje dla syntezy aminokwasów. Jedną z najwybitniejszych cech RNA jest jego zdolność do katalizowania własnej replikacji.

https: // youtu.Be/yqsssssromg

Bibliografia

1. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. (2002). Biochemia. 5. edycja. Nowy Jork: W H Freeman. Sekcja 29.3, do rybosomu jest cząsteczka rybonukleoproteiny (70s) wykonana z małej (30s) i duża (50S) podjednostka. Dostępne na: NCBI.NLM.Nih.Gov
2. Curtis, h., & Schnek, a. (2006). Zaproszenie do biologii. Wyd. Pan -american Medical.
3. Fox, g. I. (2010). Pochodzenie i ewolucja rybosomu. Perspektywy Cold Spring Harbor w biologii, 2(9), A003483.
4. Hall, J. I. (2015). Podręcznik e-booka Guyton and Hall of Medical Physiology. Elsevier Health Sciences.
5. Lewin, ur. (1993). Geny. Tom 1. Rectte.
6. Lodish, h. (2005). Biologia komórkowa i molekularna. Wyd. Pan -american Medical.
7. Ramakrishnan, v. (2002). Pruk rybosomowy i mechaanizm tłumaczenia. Komórka, 108(4), 557-572.
8. Tortora, g. J., Funke, ur. R., & Case, c. L. (2007). Wprowadzenie do mikrobiologii. Wyd. Pan -american Medical.
9. Wilson, zm. N., & Cate, J. H. D. (2012). Struktura i funkcja eukariotycznego rybosomu. Perspektywy Cold Spring Harbor w biologii, 4(5), A011536.