Jaký proces provádějí ribozomy?

Ribozomy jsou struktury v buňkách s jedinou kritickou funkcí: vytvářet bílkoviny.

Samotné ribozomy sestávají z přibližně jedné třetiny hmotnostního proteinu; další dvě třetiny tvoří specializovaná forma ribonukleové kyseliny (RNA) ribozomální RNAnebo rRNA. (Brzy potkáte další dva hlavní členy rodiny RNA, mRNA a tRNA.)

Ribozomy jsou jednou ze čtyř odlišných entit, které se nacházejí ve všech buňkách, ať jsou buňky jakkoli jednoduché. Další tři jsou kyselina deoxyribonukleová (DNA), a buněčná membrána a cytoplazma.

V nejjednodušších organismech, tzv prokaryoty, ribozomy volně plují v cytoplazmě; ve složitějších eukaryoty, nacházejí se v cytoplazmě, ale také v řadě dalších míst.

Jak již bylo uvedeno, prokaryoty - jednobuněčné organismy, které tvoří domény Bacteria a Archaea - mají čtyři společné struktury pro všechny buňky.

Tyto jsou:

• DNA: Tato nukleová kyselina obsahuje všechny genetická informace o svém mateřském organismu, který se přenáší na další generace. Jeho „kód“ se také používá k výrobě proteinů prostřednictvím sekvenčních procesů transkripce a translace.
• Buněčná membrána: Tato dvojitá plazmatická membrána, skládající se z fosfolipidové dvojvrstvy, je selektivně propustnou membránou, která umožňuje některým molekulám nerušeně procházet, zatímco brání vstupu do ostatních. Poskytuje tvar a ochranu všem buňkám.
• Cytoplazma: Cytoplazma, nazývaná také cytosol, je želatinová matrice vody a bílkovin, která slouží jako látka uvnitř buňky. Probíhá zde řada důležitých reakcí, a právě zde se nachází většina ribozomů.
• Ribozomy: Nachází se v cytoplazmě všech organismů a jinde v eukaryotech, jedná se o proteinové „továrny“ na buňky a sestávají ze dvou podjednotek. Obsahují weby, kde překlad dojde.

Eukaryoty mít složitější buňky obsahující organely, které jsou obklopeny stejným druhem dvojité plazmatické membrány, která obklopuje buňku jako celek (buněčná membrána). Některé z těchto organel, zejména endoplazmatické retikulumhostitelem mnoha ribozomů. Chloroplasty rostlin je má, stejně jako mitochondrie všech eukaryot.

Endoplazmatické retikulum (ER) je jako „dálnice“ mezi jádrem buňky a cytoplazmou a dokonce i samotnou buněčnou membránou. Přepravuje proteinové produkty kolem, a proto je výhodné, aby sousedily s ER ribozomy, které tyto proteiny tvoří.

Když jsou ribosomy viděny navázané na ER, je vyvolán výsledek hrubý ER (RER). Volá se ER nedotčená ribozomy hladký ER (SER).

Překlad je posledním krokem v procesu buňky provádějící genetické instrukce. Začíná to v jistém smyslu výrobou DNA messenger RNA (mRNA) v procesu zvaném transkripce. MRNA je jakýmsi „zrcadlovým obrazem“ DNA, ze které byla zkopírována, ale obsahuje stejné informace. MRNA se pak váže na ribozomy.

MRNA je spojena na ribozomu specifickými molekulami přenos RNA (tRNA), které se vážou na jednu a pouze jednu z 20 aminokyselin nalezených v přírodě. Který aminokyselina zbytek je přiveden na web - to znamená, který tRNA přijde - je určena sekvencí nukleotidové báze na řetězci mRNA.

mRNA obsahuje čtyři báze (A, C, G a U) a informace o dané aminokyselině jsou obsaženy ve třech po sobě následujících bázích, které se nazývají kodon tripletů (nebo někdy jen kodon), jako je ACG, CCU atd. To znamená, že jsou 4³nebo 64 různých kodonů. To je více než dostačující pro kódování 20 aminokyselin, a proto jsou některé aminokyseliny kódovány více než jedním kodonem (redundance).

Aminokyseliny jsou stavebními kameny bílkovin. Kde bílkoviny sestávají z polymerů aminokyselin, také nazývaných polypeptidy, aminokyseliny jsou monomery těchto řetězců.

(Rozdíl mezi polypeptidem a proteinem je do značné míry libovolný.)

Aminokyseliny zahrnují centrální atom uhlíku spojený se čtyřmi odlišnými složkami: atom vodíku (H), aminoskupinu (NH₂), skupina karboxylové kyseliny (COOH) a řetězec na straně R, který dává každé aminokyselině její jedinečný vzorec a charakteristické chemické vlastnosti. Některé z postranních řetězců mají afinitu k vodě a dalším elektricky polárním molekulám, zatímco postranní řetězce jiných aminokyselin se chovají opačně.

Syntéza proteinů, což je pouze přidání aminokyselin od začátku do konce, zahrnuje vazbu aminoskupiny jedné aminokyseliny na karboxylovou skupinu další. Tomu se říká a peptidová vazbaa vede ke ztrátě molekuly vody.

Lze říci, že ribozomy sestávají z ribonukleoprotein, protože, jak je popsáno výše, jsou sestaveny z nerovné směsi rRNA a proteinů. Skládají se ze dvou podjednotek, které jsou klasifikovány z hlediska jejich sedimentačního chování: velká, 50S podjednotka a malý, 30S podjednotka. („S“ zde znamená jednotky Svedberg.)

Velká podjednotka obsahuje 34 různých proteinů, spolu se dvěma typy rRNA, druh 23S a druh 5S. Malá podjednotka obsahuje 21 různých proteinů a typ rRNA, která se kontroluje v 16S. Pro obě podjednotky je společný pouze jeden protein.

Samotné komponenty podjednotek se vyrábějí v jádro uvnitř jader prokaryot. Poté jsou transportovány přes póry v jaderném obalu do cytoplazmy.

Ribozomy neexistují ve své plně sestavené formě, dokud nejsou vyzváni, aby dělali svou práci. To znamená, že podjednotky tráví veškerý svůj „volný čas“ osamoceně. Takže když probíhá překlad v konkrétní části dané buňky, ribozomové podjednotky v okolí se začínají znovu seznamovat.

Hodně z funkce větší podjednotky souvisí katalýza, nebo urychlení chemických reakcí. Obvykle se jedná o kompetenci nazývaných proteiny enzymy, ale i jiné biomolekuly občas působí jako katalyzátory a příkladem jsou části velké ribozomální podjednotky. Díky tomu je funkční komponenta a ribozym.

Naproti tomu se zdá, že malá podjednotka má spíše funkci dekodéru, takže překlad překonal hned na začátku stupně zamykáním na pravou velkou podjednotku na správném místě ve správný čas a přenášením toho, co dvojice potřebuje scéna.

Překlad má tři hlavní fáze: Zahájení, prodloužení a ukončení. Stručně shrnout každou z těchto částí transkripce:

Zahájení: V tomto kroku se příchozí mRNA váže na místo na malé podjednotce ribozomu. Specifický kodon mRNA spouští iniciaci pomocí tRNA-methionin. Je tam spojena specifickou kombinací tRNA-aminokyselina určená sekvencí mRNA z dusíkaté báze. Tento komplex se připojuje k velké ribozomální podjednotce.

Prodloužení: V tomto kroku jsou sestaveny polypeptidy. Když každý příchozí komplex aminokyselina-tRNA přidá svou aminokyselinu k vazebnému místu, je to přeneseno do a blízké místo na ribozomu, druhé vazebné místo, které drží rostoucí řetězec aminokyselin (tj polypeptid). Příchozí aminokyseliny jsou tedy „předávány“ z jednoho místa do druhého na ribozomu.

Ukončení: Když je mRNA na konci své zprávy, signalizuje to konkrétní základní sekvencí, která označuje „stop“. To způsobí akumulaci "uvolňovacích faktorů", které zabraňují vazbě dalších aminokyselin na polypeptid. Syntéza proteinů v tomto ribozomálním místě je nyní dokončena.