Каква роля играе Ribosome в превода?

Рибозоми са много разнообразни протеинови структури, открити във всички клетки. В прокариотните организми, които включват Бактерии и Архея домейни, рибозомите „плават“ свободно в цитоплазмата на клетките. В Еукариота домейн, рибозомите също се намират свободни в цитоплазмата, но много други са прикрепени към някои от органелите на тези еукариотни клетки, които изграждат животинския, растителен и гъбичен свят.

Може да видите, че някои източници се отнасят към рибозомите като органели, докато други твърдят, че липсата им на заобикаляща мембрана и съществуването им в прокариоти ги дисквалифицират от този статус. Тази дискусия предполага, че рибозомите всъщност се различават от органелите.

Функцията на рибозомите е да произвежда протеини. Те правят това в процес, известен като превод, което включва вземане на инструкции, кодирани в рибонуклеинова киселина (mRNA), и използването им за събиране на протеини от аминокиселини.

Прокариотни клетки са най-простите клетки и една клетка на практика винаги отчита целия организъм е този клас живи същества, който обхваща таксономичните области на класификация

Прочетете повече за дефиницията, структурата и функцията на прокариотите.

Тъй като прокариотите имат по-ниски метаболитни нужди, отколкото по-сложните организми, те имат относително ниска плътност от рибозоми в тяхното, тъй като не е необходимо да участват в транслацията на толкова много различни протеини, колкото по-сложни клетки правят.

Еукариотни клетки, открити в растенията, животните и гъбите, които съставляват домейна Еукариота, са далеч по-сложни от техните прокариотични колеги. В допълнение към четирите основни клетъчни компонента, изброени по-горе, тези клетки имат ядро ​​и редица други свързани с мембраната структури, наречени органели. Както ще видите, една от тези органели, ендоплазменият ретикулум, има тясна връзка с рибозомите.

За да се получи транслация, трябва да има верига от иРНК, която да се транслира. иРНК от своя страна може да присъства само ако е извършена транскрипция.

Транскрипция е процесът, при който последователността на нуклеотидната основа на ДНК на организма кодира своите гени или дължини на ДНК, съответстващи на специфичен протеинов продукт, в свързаната молекула РНК. Нуклеотидите в ДНК имат съкращенията A, C, G и T, докато RNA включва първите три от тях, но замества U за T.

Когато двойната верига на ДНК се развие на две вериги, транскрипцията може да се осъществи по една от тях. Това става по предсказуем начин, тъй като A в ДНК се транскрибира в U в иРНК, C в G, G в C и T в A. След това иРНК напуска ДНК (а при еукариотите ядрото; в прокариотите ДНК седи в цитоплазмата в една, малка, пръстеновидна хромозома) и се движи през цитоплазмата, докато не срещне рибозома, където започва транслацията.

Целта на рибозомите е да служат като места за транслация. Преди да могат да помогнат за координирането на тази задача, те самите трябва да бъдат обединени, тъй като рибозомите съществуват във функционалната си форма само когато активно работят като производители на протеини. При условия на покой рибозомите се разпадат в a двойка субединици, една голяма и една малка.

Някои клетки на бозайници имат до 10 милиона различни рибозоми. При еукариотите някои от тях се намират прикрепени към ендоплазмен ретикулум (ER), което води до това, което се нарича груб ендоплазмен ретикулум (RER). В допълнение, рибозомите могат да бъдат намерени в митохондриите на еукариотите и в хлоропластите на растителните клетки.

Някои рибозоми могат да прикачат аминокиселини, повтарящите се единици протеини, една към друга със скорост 200 в минута или над три в секунда. Те имат множество места за свързване поради множеството молекули, които участват в транслацията, включително трансферна РНК (tRNA), иРНК, аминокиселини и нарастващата полипептидна верига, към която са прикрепени аминокиселините.

Рибозомите обикновено се описват като протеини. Около две трети от масата на рибозомите обаче се състои от един вид РНК, наречена достатъчно подходяща рибозомна РНК (rRNA). Те не са заобиколени от двойна плазмена мембрана, както органелите и клетката като цяло. Те обаче имат собствена мембрана.

Размерът на рибозомните субединици се измерва не строго в маса, а в количество, наречено единица Svedberg (S). Те описват седиментационните свойства на субединиците. Рибозомите имат 30S субединица и 50S субединица. По-голямата от двете функции предимно като катализатор по време на транслация, докато по-малката работи предимно като декодер.

В рибозомите на еукариотите има около 80 различни протеина, 50 или повече от които са уникални за рибозомите. Както беше отбелязано, тези протеини представляват около една трета от общата маса на рибозомите. Те се произвеждат в ядрото вътре в ядрото и след това се изнасят в цитоплазмата.

Прочетете повече за дефиницията, структурата и функцията на рибозомите.

Протеини са дълги вериги от аминокиселини, от които има 20 различни сорта. Аминокиселините са свързани заедно, за да образуват тези вериги чрез взаимодействия, известни като пептидни връзки.

Всички аминокиселини съдържат три области: амино група, група карбоксилна киселина и странична верига, обикновено обозначени като "R-верига" на езика на биохимиците. Амино групата и групата на карбоксилната киселина са инвариантни; по този начин естеството на R-веригата определя уникалната структура и поведение на аминокиселината.

Някои аминокиселини са хидрофилен заради страничните си вериги, което означава, че те "търсят" вода; други са хидрофобни и се противопоставят на взаимодействията с поляризирани молекули. Това има тенденция да диктува как аминокиселините в протеина ще бъдат събрани в триизмерно пространство след полипептидната верига става достатъчно дълга, за да могат взаимодействията между несъседни аминокиселини да се превърнат в проблем.

Входящата иРНК се свързва с рибозомите, за да инициира процеса на транслация. При еукариотите една верига от иРНК кодира само един протеин, докато при прокариотите иРНК веригата може да включва множество гени и следователно кодира за множество протеинови продукти. По време на инициираща фаза, метионинът винаги е аминокиселината, кодирана за първи път, обикновено от основната последователност AUG. Всъщност всяка аминокиселина е кодирана от специфична трибазна последователност на иРНК (и понякога повече от една последователност кодира за една и съща аминокиселина).

Този процес се активира от "докинг" място на малката рибозомна субединица. Тук и метионил-тРНК (специализираната молекула на РНК, транспортираща метионин), и иРНК се свързват с рибозомата, идващи по-близо един до друг и позволявайки на иРНК да насочва правилните молекули на тРНК (има 20, по една за всяка аминокиселина) към пристигат. Това е сайтът "А". В различна точка се намира мястото "P", където нарастващата полипептидна верига остава свързана с рибозомата.

С напредването на транслацията отвъд инициирането с метионин, както е всяка нова входяща аминокиселина призован на мястото "А" от иРНК кодона, той скоро се премества в полипептидната верига при "Р" сайт (фаза на удължаване). Това позволява на следващия тринуклеотиден кодон в иРНК последователността да извика следващия необходим тРНК-аминокиселинен комплекс и т.н. В крайна сметка протеинът е завършен и освободен от рибозомата (фаза на прекратяване).

Прекратяването се инициира от стоп кодони (UAA, UAG или UGA), които нямат съответстващи тРНК, но вместо това сигнализират фактори за освобождаване, за да сложат край на синтеза на протеини. Полипептидът се изпраща и двете рибозомни субединици се разделят.