Какъв процес извършват рибозомите?

Рибозомите са структури в клетките с една-единствена критична функция: да произвеждат протеини.

Самите рибозоми се състоят от около една трета протеини по маса; останалите две трети се състоят от специализирана форма на рибонуклеинова киселина (РНК), наречена рибозомна РНКили рРНК. (Скоро ще срещнете другите двама основни члена от семейството на РНК, иРНК и тРНК.)

Рибозомите са едно от четирите отделни образувания, които се намират във всички клетки, колкото и прости да са клетките. Останалите три са дезоксирибонуклеинова киселина (ДНК), a клетъчната мембрана и цитоплазма.

В най-простите организми, т.нар прокариоти, рибозомите плават свободно в цитоплазмата; в по-сложния еукариоти, те се намират в цитоплазмата, но също и на други места.

Както беше отбелязано, прокариоти - едноклетъчни организми, съставляващи домейните Бактерии и Археи - притежават четирите структури, общи за всички клетки.

Това са:

• ДНК: Тази нуклеинова киселина съдържа всички генетична информация за неговия родителски организъм, който се предава на следващите поколения. Неговият "код" се използва и за получаване на протеини чрез последователните процеси на транскрипция и транслация.
  instagram story viewer
• Клетъчна мембрана: Тази двойна плазмена мембрана, състояща се от фосфолипиден двуслой, е селективно пропусклива мембрана, позволяваща на някои молекули да преминават безпрепятствено, докато не позволяват влизане на други. Той осигурява форма и защита на всички клетки.
• Цитоплазма: Наричана още цитозол, цитоплазмата е желатинова матрица от вода и протеини, която служи като вещество от вътрешността на клетката. Тук протичат редица важни реакции и тук се намират повечето рибозоми.
• Рибозоми: Намерени в цитоплазмата на всички организми и другаде в еукариотите, това са протеиновите "фабрики" на клетките и се състоят от две субединици. Те съдържат сайтовете на къде превод настъпва.

Еукариоти имат по-сложни клетки, съдържащи органели, които са заобиколени от същия вид двойна плазмена мембрана, която обгражда клетката като цяло (клетъчната мембрана). Някои от тези органели, най-вече ендоплазмения ретикулум, приемат много рибозоми. Хлоропласти на растенията ги имат, както и митохондрии от всички еукариоти.

Ендоплазменият ретикулум (ER) е като „магистрала“ между ядрото на клетката и цитоплазмата, и дори самата клетъчна мембрана. Той премества протеиновите продукти наоколо, поради което е изгодно рибозомите, които правят тези протеини, да бъдат съседи с ER.

Когато се види, че рибозомите са свързани с ER, резултатът се извиква груб ER (RER). Нарича се ER, недокоснат от рибозоми гладка ER (SER).

Превод е последната стъпка в процеса на клетката, изпълняваща генетични инструкции. Започва в известен смисъл с вземането на ДНК пратеник РНК (mRNA) в процес, наречен транскрипция. MRNA е нещо като "огледален образ" на ДНК, от която е копирана, но съдържа същата информация. След това иРНК се прикрепя към рибозомите.

ИРНК се присъединява към рибозомата от специфични молекули на трансфер РНК (тРНК), които се свързват с една и само една от 20-те аминокиселини, открити в природата. Който аминокиселина остатъкът се внася на мястото - тоест кое тРНК пристига - определя се от последователността на нуклеотидната основа върху иРНК веригата.

mRNA съдържа четири основи (A, C, G и U), а информацията за дадена аминокиселина се съдържа в три последователни бази, наречени a триплет кодон (или понякога просто кодон), като ACG, CCU и др. Това означава, че има 4³или 64 различни кодони. Това е повече от достатъчно за кодиране на 20 аминокиселини и ето защо някои аминокиселини са кодирани от повече от един кодон (излишък).

Аминокиселините са градивните елементи на протеините. Където протеините се състоят от полимери на аминокиселини, наричани още полипептиди, аминокиселините са мономерите на тези вериги.

(Разграничението между полипептид и протеин е до голяма степен произволно.)

Аминокиселините включват централен въглероден атом, свързан с четири различни компонента: водороден атом (Н), амино група (NH₂), група на карбоксилна киселина (COOH) и R-странична верига, която придава на всяка аминокиселина уникалната формула и отличителни химични свойства. Някои от страничните вериги имат афинитет към водата и други електрически полярни молекули, докато страничните вериги на други аминокиселини се държат по обратен начин.

Синтезът на протеини, което е просто добавяне на аминокиселини от край до край, включва свързването на аминогрупата на една аминокиселина с карбоксилната група на следващата. Това се нарича a пептидна връзка, и води до загуба на водна молекула.

Може да се каже, че рибозомите се състоят от рибонуклеопротеин, тъй като, както е описано по-горе, те са събрани от неравна смес от рРНК и протеини. Те се състоят от две субединици, които са класифицирани по отношение на тяхното седиментационно поведение: голяма, 50S субединица и малка, 30S субединица. ("S" тук означава единици на Svedberg.)

Голямата субединица съдържа 34 различни протеина, заедно с два вида рРНК, 23S вид и 5S вид. Малката субединица съдържа 21 различни протеина и тип рРНК, която се проверява при 16S. Само един протеин е общ за двете субединици.

Самите компоненти на субединиците са направени в ядрото вътре в ядрата на прокариотите. След това те се транспортират през порите в ядрената обвивка до цитоплазмата.

Рибозомите не съществуват в напълно сглобената си форма, докато не бъдат приканени да си вършат работата. Тоест, субединиците прекарват цялото си „свободно време“ сами. Така че, когато започва транслацията в определена част от дадена клетка, рибозомните субединици в близост започват да се запознават отново.

Голяма част от функцията на по-голямата субединица се отнася до катализаили ускоряването на химичните реакции. Това обикновено е обхватът на наречените протеини ензими, но и други биомолекули от време на време действат като катализатори и части от голямата рибозомна субединица са пример. Това прави функционалния компонент a рибозим.

Малката субединица, за разлика от това, изглежда има по-скоро функция на декодер, което води до превод от самото начало етапи, като се заключва в дясната голяма субединица на точното място в точното време, носейки нужното на двойката към сцена.

Преводът има три основни фази: Иницииране, удължаване и прекратяване на договора. За да обобщим накратко всяка от тези части на транскрипцията:

Иницииране: В тази стъпка входящата иРНК се свързва с място на малката субединица на рибозома. Специфичен mRNA кодон предизвиква иницииране чрез тРНК-метионин. Там се присъединява от специфична комбинация тРНК-аминокиселина, определена от иРНК последователността на азотни основи. Този комплекс се свързва с голямата рибозомна субединица.

Удължение: В този етап се сглобяват полипептиди. Когато всеки входящ аминокиселинен-тРНК комплекс добавя своята аминокиселина към мястото на свързване, това се прехвърля в a близкото място на рибозомата, второ място за свързване, което задържа нарастващата верига от аминокиселини (т.е. полипептид). По този начин входящите аминокиселини се "предават" от едно място на друго на рибозомата.

Прекратяване на договора: Когато mRNA е в края на съобщението си, тя сигнализира за това с определена базова последователност, която сигнализира „stop“. Това води до натрупване на "фактори на освобождаване", които предотвратяват свързването на повече аминокиселини с полипептид. Синтезът на протеини на това рибозомно място вече е завършен.