Hvilken rolle spiller ribosomet i oversættelse?

Ribosomer er meget forskellige proteinstrukturer, der findes i alle celler. I prokaryote organismer, der inkluderer Bakterie og Archaea domæner, "flyder" ribosomer frit i cytoplasmaet af celler. I Eukaryota domæne findes ribosomer også frie i cytoplasma, men mange andre er knyttet til nogle af organellerne i disse eukaryote celler, som udgør dyre-, plante- og svampeverdenen.

Du kan se, at nogle kilder henviser til ribosomer som organeller, mens andre hævder, at deres mangel på en omgivende membran og deres eksistens i prokaryoter diskvalificerer dem fra denne status. Denne diskussion antager, at ribosomer faktisk adskiller sig fra organeller.

Ribosomernes funktion er at fremstille proteiner. De gør dette i en proces kendt som oversættelse, som involverer at tage instruktioner kodet i messenger ribonukleinsyre (mRNA) og bruge disse til at samle proteiner fra aminosyrer.

Prokaryote celler er den enkleste af celler, og en enkelt celle tegner sig næsten altid for hele organismen er denne klasse af levende ting, der spænder over de taksonomiske klassifikationsdomæner

Læs mere om definitionen, strukturen og funktionen af ​​prokaryoter.

Da prokaryoter har lavere metaboliske behov end mere komplekse organismer, har de en relativt lav densitet på ribosomer i deres i, da de ikke behøver at deltage i oversættelsen af ​​så mange forskellige proteiner som mere detaljerede celler gør.

Eukaryote celler, findes i planter, dyr og svampe, der udgør domænet Eukaryota, er langt mere komplekse end deres prokaryote kolleger. Ud over de fire væsentlige cellekomponenter, der er anført ovenfor, har disse celler en kerne og et antal andre membranbundne strukturer kaldet organeller. En af disse organeller, det endoplasmatiske retikulum, har et intimt forhold til ribosomer, som du vil se.

For at translation skal forekomme, skal der være en streng af mRNA, der skal oversættes. mRNA kan igen kun være til stede, hvis transkription har fundet sted.

Transkription er den proces, ved hvilken nukleotidbasesekvensen for en organisms DNA koder for dens gener eller længder af DNA svarende til et specifikt proteinprodukt i det relaterede molekyle RNA. Nukleotider i DNA har forkortelserne A, C, G og T, hvorimod RNA inkluderer de første tre af disse, men erstatninger U for T.

Når DNA-dobbeltstrengen afvikles i to tråde, kan transkription forekomme langs en af ​​dem. Dette gøres på en forudsigelig måde, da A i DNA'et transkriberes til U i mRNA, C til G, G til C og T til A. MRNA'en efterlader derefter DNA'et (og i eukaryoter, kernen; i prokaryoter sidder DNA'et i cytoplasmaet i et enkelt, ringformet kromosom) og bevæger sig gennem cytoplasmaet, indtil det støder på et ribosom, hvor translation begynder.

Formålet med ribosomer er at fungere som oversættelsessteder. Før de kan hjælpe med at koordinere denne opgave, skal de selv sammensættes, fordi ribosomer kun findes i deres funktionelle form, når de aktivt fungerer som proteinproducenter. Under hvilende omstændigheder bryder ribosomer op i en par underenheder, en stor og en lille.

Nogle pattedyrceller har så mange som 10 millioner forskellige ribosomer. I eukaryoter findes nogle af disse knyttet til endoplasmatisk retikulum (ER), hvilket resulterer i hvad der kaldes groft endoplasmatisk retikulum (RER). Derudover kan ribosomer findes i mitokondrier af eukaryoter og i kloroplaster i planteceller.

Nogle ribosomer kan knytte aminosyrer, de gentagne enheder af proteiner, til hinanden med en hastighed på 200 pr. Minut eller over tre pr. Sekund. De har flere bindingssteder på grund af de flere molekyler, der deltager i oversættelse, inklusive overføre RNA (tRNA), mRNA, aminosyrer og den voksende polypeptidkæde, som aminosyrerne er bundet til.

Ribosomer er generelt beskrevet som proteiner. Omkring to tredjedele af massen af ​​ribosomer består imidlertid af en slags RNA kaldet, passende nok, ribosomalt RNA (rRNA). De er ikke omgivet af en dobbelt plasmamembran, ligesom organeller og cellen som helhed. De har dog deres egen membran.

Størrelsen af ​​ribosomale underenheder måles ikke strengt i masse, men i en mængde kaldet Svedberg (S) -enheden. Disse beskriver underenhedernes sedimentationsegenskaber. Ribosomer har en 30S underenhed og en 50S underenhed. Den største af de to fungerer overvejende som en katalysator under oversættelse, hvorimod den mindste fungerer mest som en dekoder.

Der er omkring 80 forskellige proteiner i ribosomerne af eukaryoter, hvoraf 50 eller flere er unikke for ribosomer. Som nævnt tegner disse proteiner sig for ca. en tredjedel af den samlede masse af ribosomer. De fremstilles i kernen inde i kernen og eksporteres derefter til cytoplasmaet.

Læs mere om definitionen, strukturen og funktionen af ​​ribosomer.

Proteiner er lange kæder af aminosyrer, hvoraf der er 20 forskellige sorter. Aminosyrer er bundet sammen for at danne disse kæder ved interaktioner kendt som peptidbindinger.

Alle aminosyrer indeholder tre regioner: en aminogruppe, en carboxylsyregruppe og en sidekæde, der normalt betegnes "R-kæden" på biokemikernes sprog. Aminogruppen og carboxylsyregruppen er uændrede; det er således R-kædens natur, der bestemmer aminosyrens unikke struktur og opførsel.

Nogle aminosyrer er hydrofil på grund af deres sidekæder, hvilket betyder at de "søger" vand; andre er hydrofob og modstå interaktioner med polariserede molekyler. Dette har en tendens til at diktere, hvordan aminosyrerne i et protein vil blive samlet i et tredimensionelt rum, når først polypeptidkæde bliver lang nok til, at interaktioner mellem ikke-tilstødende aminosyrer bliver en problem.

Indgående mRNA binder til ribosomer for at starte processen med translation. I eukaryoter koder en enkelt streng af mRNA kun for et protein, mens en mRNA-streng i prokaryoter kan omfatte flere gener og derfor kode for flere proteinprodukter. Under indledningsfasemethionin er altid den først kodede aminosyre, normalt ved basesekvensen AUG. Hver aminosyre kodes faktisk af en specifik tre-basesekvens på mRNA (og nogle gange koder mere end en sekvens for den samme aminosyre).

Denne proces er aktiveret af et "docking" -sted på den lille ribosomale underenhed. Her binder både et methionyl-tRNA (det specialiserede RNA-molekyle, der transporterer methionin) og mRNA'et til ribosomet, der kommer tættere på hinanden og lade mRNA lede de rigtige tRNA-molekyler (der er 20, en for hver aminosyre) til ankomme. Dette er "A" -sitet. På et andet tidspunkt ligger "P" -stedet, hvor den voksende polypeptidkæde forbliver bundet til ribosomet.

Efterhånden som translation skrider frem ud over initieringen med methionin, som hver nye indgående aminosyre er indkaldt til "A" -stedet af mRNA-kodonen, flyttes det snart over til polypeptidkæden ved "P" websted (forlængelsesfase). Dette gør det muligt for det næste tre-nukleotidkodon i mRNA-sekvensen at kalde det nødvendige tRNA-aminosyrekompleks, og så videre. Til sidst afsluttes proteinet og frigives fra ribosomet (opsigelsesfase).

Afslutning initieres af stopkodoner (UAA, UAG eller UGA), der ikke har tilsvarende tRNA'er, men i stedet signalfrigørelsesfaktorer for at sætte en stopper for proteinsyntese. Polypeptidet sendes væk, og de to ribosomale underenheder adskilles.