Ilmaisten ribosomien merkitys

Yksi elävien solujen tärkeimmistä tehtävistä on tuottaa organismin selviytymiseen tarvittavia proteiineja. Proteiinit antavat organismille muodon ja rakenteen ja säätelevät entsyymeinä biologista aktiivisuutta. Proteiinien valmistamiseksi solun on luettava ja tulkittava deoksiribonukleiinihappoonsa tai DNA: hunsa tallennettu geneettinen tieto. Soluproteiinisynteesin kohdat ovat ribosomit, jotka voivat olla vapaita tai sitoutuneita. Vapaan ribosomin merkitys on, että proteiinisynteesi alkaa siellä.

DNA on pitkä molekyyliketju, joka koostuu vuorotellen sokeri- ja fosfaattiryhmistä. Yksi neljästä mahdollisesta typpeä sisältävästä nukleotidiemäksestä - A, C, T ja G - roikkuu jokaisesta sokerista. Emästen sekvenssi pitkin DNA-juosetta määrittää aminohapposekvenssin, jotka muodostavat proteiineja. Ribonukleiinihappo tai RNA välittää komplementaarisen kopion DNA-molekyylin osasta - geenistä - ribosomeihin, jotka ovat pieniä RNA: sta ja proteiinista koostuvia rakeita. RNA muistuttaa DNA: ta paitsi, että sen sokeriryhmät sisältävät ylimääräisen happiatomin ja se korvaa U-nukleotidiemäksen DNA: n T-emäksellä. Ribosomit luovat proteiineja messenger-RNA: n tai mRNA: n tallennettujen tietojen mukaan.

Säännöt DNA: n transkriptoimiseksi RNA: han määrittelevät vastaavuuden geenipohjien ja mRNA-emästen välillä. Esimerkiksi geenin A-emäs määrittelee U-emäksen mRNA-juosteessa. Samoin geenin T-, C- ja G-emäkset määrittelevät A-, G- ja C-emäkset vastaavasti mRNA: ssa. MRNA: n sisältämä geneettinen informaatio on nukleotidiemästen triplettien muodossa, joita kutsutaan kodoneiksi. Esimerkiksi DNA-tripletti TAA luo RNA-tripletin UTT. DNA- ja RNA-juosteet sisältävät siten komplementaarista, mutta ainutlaatuista tietoa, joka on koodattu nukleotidiemästen sekvenssiin. Lähes jokainen tripletti koodaa tiettyä aminohappoa, vaikka muutama tripletti määrittelee geenin pään. Useat eri tripletit voivat koodata samaa aminohappoa.

Solu valmistaa ribosomeja suoraan ribosomaalisesta RNA: sta tai rRNA: sta, jota koodaavat spesifiset DNA-geenit. RRNA yhdistyy proteiinien kanssa muodostaen suuria ja pieniä alayksiköitä. Nämä kaksi alayksikköä liittyvät vain proteiinisynteesin aikana. Prokaryoottisessa solussa - ts. Solussa, jossa ei ole järjestettyä ydintä - ribosomien alayksiköt kelluvat vapaasti solunesteen tai sytosolin sisällä. Eukaryooteissa solun ytimen entsyymit rakentavat ribosomien alayksiköitä. Sitten ydin vie alayksiköt sytosoliin. Jotkut ribosomeista voivat tilapäisesti sitoutua solun organelliin, jota kutsutaan endoplasmiseksi retikulaariksi tai ER: ksi proteiineja rakennettaessa, kun taas muut ribosomit pysyvät vapaina syntetisoitaessaan proteiineja.

Vapaan ribosomin pienemmät alayksiköt tarttuvat mRNA-juosteeseen proteiinisynteesin aloittamiseksi. Suurempi alayksikkö tarttuu sitten kiinni ja alkaa kääntää kukin mRNA-kodoni. Tämä edellyttää kunkin mRNA-kodonin paljastamista ja sijoittamista siten, että entsyymit voivat tunnistaa ja liittää nykyistä kodonia vastaavan aminohapon. Siirtävän RNA: n tai tRNA: n molekyyli, jossa on komplementaarinen antikodoni, lukittuu suurempaan alayksikköön, jonka nimetty aminohappo on hinauksessa. Entsyymit siirtävät sitten aminohapon kasvavaan proteiiniketjuun, karkottavat käytetyn tRNA: n uudelleenkäyttöä varten ja paljastavat seuraavan mRNA-kodonin. Valmistuttuaan ribosomi vapauttaa uuden proteiinin ja kaksi alayksikköä dissosioituvat.