أهمية الريبوسومات الحرة

من أهم وظائف الخلايا الحية إنتاج البروتينات اللازمة لبقاء الكائن الحي. تعطي البروتينات الشكل والبنية للكائن الحي ، وكأنزيمات ، تنظم النشاط البيولوجي. لتصنيع البروتينات ، تحتاج الخلية إلى قراءة وتفسير المعلومات الجينية المخزنة في الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين أو الحمض النووي. مواقع تخليق البروتين الخلوي هي الريبوسومات ، والتي يمكن أن تكون حرة أو مرتبطة. تكمن أهمية الريبوسوم الحر في أن تخليق البروتين يبدأ من هناك.

الحمض النووي عبارة عن سلسلة جزيئية طويلة تتكون من مجموعات متناوبة من السكر والفوسفات. واحدة من أربع قواعد نيوكليوتيدات محتملة تحتوي على النيتروجين - A و C و T و G - تتدلى من كل سكر. يحدد تسلسل القواعد على طول خيط الحمض النووي تسلسل الأحماض الأمينية التي تشكل البروتينات. ينقل الحمض النووي الريبي ، أو RNA ، نسخة مكملة من جزء من جزيء DNA - الجين - إلى الريبوسومات ، وهي حبيبات صغيرة تتكون من RNA والبروتين. يشبه الحمض النووي الريبي الحمض النووي باستثناء أن مجموعات السكر فيه تحتوي على ذرة أكسجين إضافية وتحل محل قاعدة النوكليوتيدات U لقاعدة T الخاصة بالحمض النووي. تخلق الريبوسومات بروتينات وفقًا للمعلومات المخزنة في الرنا المرسال أو mRNA.

تحدد قواعد نسخ الحمض النووي إلى الحمض النووي الريبي التطابق بين القواعد على الجين والقواعد على الرنا المرسال. على سبيل المثال ، تحدد القاعدة A في الجين قاعدة U في حبلا mRNA. وبالمثل ، تحدد قواعد الجين T و C و G قواعد A و G و C على التوالي في mRNA. تأخذ المعلومات الجينية الموجودة في mRNA شكل ثلاثة توائم من قواعد النيوكليوتيدات تسمى الكودونات. على سبيل المثال ، تخلق TAA ثلاثية الحمض النووي RNA ثلاثي UTT. لذلك تحتوي خيوط DNA و RNA على معلومات تكميلية وفريدة من نوعها مشفرة في تسلسل قواعد النيوكليوتيدات. تقريبًا كل ثلاثة توائم رموز لحمض أميني معين ، على الرغم من أن بضعة توائم تحدد نهاية الجين. يمكن لعدة توائم مختلفة ترميز نفس الحمض الأميني.

تصنع الخلية الريبوسومات مباشرة من RNA الريبوزومي ، أو rRNA ، المشفرة بواسطة جينات DNA معينة. يتحد الرنا الريباسي مع البروتينات لتكوين وحدات فرعية كبيرة وصغيرة. تنضم الوحدتان الفرعيتان فقط أثناء تخليق البروتين. في خلية بدائية النواة - أي خلية بدون نواة منظمة - تطفو وحدات الريبوسوم بحرية داخل سائل الخلية أو العصارة الخلوية. في حقيقيات النوى ، تقوم الإنزيمات الموجودة في نواة الخلية ببناء وحدات ريبوسوم فرعية. تقوم النواة بعد ذلك بتصدير الوحدات الفرعية إلى العصارة الخلوية. قد ترتبط بعض الريبوسومات مؤقتًا بعضية خلوية تسمى الشبكة الإندوبلازمية ، أو ER ، عند بناء البروتينات ، بينما تظل الريبوسومات الأخرى حرة أثناء تصنيع البروتينات.

تلتقط الوحدة الفرعية الأصغر للريبوسوم الحر حبلا من الرنا المرسال لبدء تخليق البروتين. ثم تعلق الوحدة الفرعية الأكبر وتبدأ في ترجمة كل كودون مرنا. يستلزم ذلك تعريض كل كودون مرنا وتحديد موضعه بحيث تتمكن الإنزيمات من تحديد وإرفاق الحمض الأميني المقابل للكودون الحالي. جزيء من RNA الناقل ، أو tRNA ، مع الكودون المضاد التكميلي يغلق في الوحدة الفرعية الأكبر ، الأحماض الأمينية المعينة في السحب. تقوم الإنزيمات بعد ذلك بنقل الحمض الأميني إلى سلسلة البروتين النامية ، وطرد الحمض الريبي النووي النقال المستهلك لإعادة استخدامه ، وكشف كودون الرنا المرسال التالي. عند الانتهاء ، يطلق الريبوسوم البروتين الجديد وتنفصل الوحدتان الفرعيتان.