Mis protsessi ribosoomid läbi viivad?

Ribosoomid on rakkudes olevad struktuurid, millel on üks kriitiline funktsioon: valkude valmistamine.

Ribosoomid koosnevad ise massist umbes kolmandikust valgust; ülejäänud kaks kolmandikku koosnevad ribonukleiinhappe (RNA) spetsiaalsest vormist, mida nimetatakse ribosomaalne RNAvõi rRNA. (Varsti kohtute kahe teise suurema RNA perekonna liikmega, mRNA ja tRNA.)

Ribosoomid on üks neljast erinevast üksusest, mida leidub kõigis rakkudes, olgu need rakud nii lihtsad kui tahes. Ülejäänud kolm on desoksüribonukleiinhape (DNA), a rakumembraan ja tsütoplasma.

Kõige lihtsamates organismides, nn prokarüootid, ujuvad ribosoomid tsütoplasmas vabalt; keerukamas eukarüootid, neid leidub tsütoplasmas, aga ka teistes kohtades.

Nagu märgitud, prokarüootid - üherakulistel organismidel, mis moodustavad domeenid bakterid ja arheed - on neli kõigile ühist struktuuri rakke.

Need on:

• DNA: See nukleiinhape sisaldab kõiki geneetiline teave vanemorganismi kohta, mis kandub edasi järgmistele põlvkondadele. Selle "koodi" kasutatakse ka valkude valmistamiseks järjestikuste transkriptsiooni- ja translatsiooniprotsesside kaudu.
  instagram story viewer
• Rakumembraan: See kahekordne fosfolipiidkihist koosnev plasmamembraan on selektiivselt läbilaskev membraan, mis võimaldab mõnel molekulil takistamatult läbida, takistades samas teiste sisenemist. See tagab kuju ja kaitse kõikidele rakkudele.
• Tsütoplasma: Tsütosooliks nimetatud tsütoplasma on vee ja valkude želatiinne maatriks, mis toimib raku sisemuse ainena. Siin toimub mitmeid olulisi reaktsioone ja just siin leidub enamik ribosoome.
• Ribosoomid: Kõigi organismide tsütoplasmas ja mujal eukarüootides leiduvad need on rakkude valgu "tehased" ja koosnevad kahest alaühikust. Need sisaldavad saite, kus tõlge tekib.

Eukarüoodid on keerukamaid rakke, mis sisaldavad organellid, mida ümbritseb sama tüüpi topeltplasma membraan, mis ümbritseb rakku tervikuna (rakumembraan). Mõned neist organellidest, eriti endoplasmaatiline retikulum, võõrustavad väga paljusid ribosoome. Kloroplastid taimedel on neid, nagu ka mitokondrid kõigist eukarüootidest.

Endoplasma võrk (ER) on nagu "kiirtee" rakutuuma ja tsütoplasma ning isegi rakumembraani enda vahel. See süstib valgusaadusi ringi, mistõttu on neid valke tootvatel ribosoomidel kasulik olla ER-ga naabriteks.

Kui ribosoome nähakse seotud ER-ga, nimetatakse tulemust töötlemata ER (RER). ER nimetatakse ribosoomidest puutumata sujuv ER (SER).

Tõlge on raku geneetilisi juhiseid täitva protsessi viimane etapp. See algab teatud mõttes DNA valmistamisest messenger RNA (mRNA) protsessis, mida nimetatakse transkriptsioon. MRNA on omamoodi "peegelpilt" DNA-st, kust see kopeeriti, kuid see sisaldab sama teavet. Seejärel kinnitub mRNA end ribosoomide külge.

MRNA on ribosoomil ühendatud spetsiifiliste molekulidega ülekandke RNA (tRNA), mis seonduvad 20 looduses leiduva 20 aminohappega ja ainult ühe. Mis aminohappe jäägid tuuakse saidile - see tähendab, mis tRNA saabub - määratakse mRNA ahelas oleva nukleotiidaluse järjestuse järgi.

mRNA sisaldab nelja alust (A, C, G ja U) ning teave antud aminohappe kohta on kolmes järjestikuses aluses, mida nimetatakse tripleti koodon (või mõnikord lihtsalt koodon), näiteks ACG, CCU jne. See tähendab, et neid on 4³või 64 erinevat koodonit. See on enam kui piisav 20 aminohappe kodeerimiseks ja seetõttu kodeerib mõnda aminohapet rohkem kui üks koodon (üleliigsus).

Aminohapped on valkude ehituskivid. Kui valgud koosnevad aminohapete polümeeridest, mida nimetatakse ka polüpeptiidid, aminohapped on nende ahelate monomeerid.

(Polüpeptiidi ja valgu eristamine on suures osas meelevaldne.)

Aminohapped sisaldavad süsinikuaatomit, mis on ühendatud nelja erineva komponendiga: vesinikuaatom (H), aminorühm (NH₂), karboksüülhappe rühm (COOH) ja R-külgahel, mis annab igale aminohappele ainulaadse valemi ja iseloomulikud keemilised omadused. Mõnel külgahelal on afiinsus vee ja teiste elektriliselt polaarsete molekulide suhtes, teiste aminohapete külgahelad aga käituvad vastupidiselt.

Valkude süntees, mis on lihtsalt aminohapete lisamine otsast lõpuni, hõlmab ühe aminohappe aminorühma sidumist järgmise karboksüülrühmaga. Seda nimetatakse a peptiidi sidumineja selle tulemusel kaob veemolekul.

Ribosoomidest võib öelda, et need koosnevad ribonukleoproteiin, kuna nagu eespool kirjeldatud, on need kokku pandud rRNA ja valkude ebavõrdsest segust. Need koosnevad kahest allüksusest, mis on nende settimiskäitumise järgi klassifitseeritud: suur, 50S allüksus ja väike, 30S allüksus. ("S" tähistab siin Svedbergi üksusi.)

Suur alaühik sisaldab 34 erinevat valku koos kahte tüüpi rRNA-ga, 23S tüüpi ja 5S tüüpi. Väike alaühik sisaldab 21 erinevat valku ja rRNA tüüpi, mis kontrollib end 16S juures. Mõlemal allüksusel on ühine ainult üks valk.

Allüksuste komponendid on ise tehtud tuum prokarüootide tuumade sees. Seejärel transporditakse need tuumaümbrises oleva pooride kaudu tsütoplasmasse.

Ribosoome ei eksisteeri täielikult kokku pandud kujul enne, kui neid kutsutakse ülesandeid tegema. See tähendab, et allüksused veedavad kogu oma "vaba aja" üksi. Nii et kui antud raku konkreetses osas tõlkimine käib, hakkavad läheduses olevad ribosoomide allüksused uuesti tuttavaks saama.

Suurema osa allüksuse funktsioon on seotud suuresti katalüüsvõi keemiliste reaktsioonide kiirendamine. Tavaliselt on see nn ensüümid, kuid teised biomolekulid toimivad aeg-ajalt ka katalüsaatoritena ja näiteks suurest ribosomaalsest allüksusest on osa. See muudab funktsionaalse komponendi a ribosüüm.

Väikesel allüksusel on seevastu pigem dekoodri funktsioon, mis jõuab tõlkimisega algusest peale etapid, lukustudes õigel ajal õigesse suurde õigesse suurde allüksusesse, kandes paarile vajalikku stseen.

Tõlkimisel on kolm peamist etappi: Initsiatsioon, pikenemine ja lõpetamine. Nendest transkriptsiooni osadest lühidalt kokku võttes:

Algatus: Selles etapis seondub sissetulev mRNA ribosoomi väikese alaühiku kohaga. Spetsiifiline mRNA koodon käivitab initsiatsiooni tRNA-metioniin. See on seal ühendatud spetsiifilise tRNA-aminohapete kombinatsiooniga, mis on määratud ühendi mRNA järjestusega lämmastikalused. See kompleks ühendub suure ribosomaalse subühikuga.

Pikenemine: Selles etapis pannakse polüpeptiidid kokku. Kui iga sissetulev aminohappe-tRNA kompleks lisab oma aminohappe seondumiskohta, viiakse see üle a ribosoomi lähedal asuv koht, teine ​​seondumiskoht, mis hoiab aminohapete kasvavat ahelat (st polüpeptiid). Seega "sissetulevad aminohapped" jagatakse ribosoomil ühest kohast teise.

Lõpetamine: Kui mRNA on sõnumi lõpus, annab ta sellest märku kindla aluse järjestusega, mis tähistab "stop". See põhjustab "vabanemistegurite" kuhjumist, mis takistab enamate aminohapete seondumist aminohapetega polüpeptiid. Valkude süntees selles ribosomaalses asukohas on nüüd lõppenud.