Mikä prosessi ribosomeilla tapahtuu?

Ribosomit ovat rakenteita soluissa, joilla on yksi kriittinen tehtävä: tehdä proteiineja.

Ribosomit itse muodostavat noin kolmanneksen proteiinia massasta; muut kaksi kolmasosaa koostuu ribonukleiinihapon (RNA) erikoistuneesta muodosta ribosomaalinen RNAtai rRNA. (Pian tapaat RNA-perheen kaksi muuta suurta jäsentä, mRNA: n ja tRNA: n.)

Ribosomit ovat yksi neljästä erillisestä kokonaisuudesta, joita löytyy kaikista soluista, vaikka solut olisivatkin yksinkertaisia. Kolme muuta ovat deoksiribonukleiinihappo (DNA), a solukalvo ja sytoplasma.

Yksinkertaisimmissa organismeissa, nimeltään prokaryootitribosomit kelluvat vapaasti sytoplasmassa; monimutkaisemmassa eukaryootit, niitä esiintyy sytoplasmassa, mutta myös muissa paikoissa.

Kuten todettiin, prokaryootit - yksisoluisilla organismeilla, jotka muodostavat domeenit Bacteria ja Archaea, on neljä yhteistä rakennetta kaikille soluja.

Nämä ovat:

• DNA: Tämä nukleiinihappo pitää sisällään kaikki geneettinen tieto emo-organismista, joka siirtyy seuraaville sukupolville. Sen "koodia" käytetään myös proteiinien valmistamiseen peräkkäisten transkriptio- ja translaatioprosessien kautta.
• Solukalvo: Tämä kaksinkertainen plasmamembraani, joka koostuu fosfolipidikaksoiskerroksesta, on selektiivisesti läpäisevä kalvo, joka sallii joidenkin molekyylien kulkeutumisen esteettä estäen pääsyn toisille. Se tarjoaa muodon ja suojan kaikille soluille.
• Sytoplasma: Kutsutaan myös sytosoliksi, sytoplasma on veden ja proteiinien hyytelömäinen matriisi, joka toimii solun sisäosan aineena. Täällä tapahtuu useita tärkeitä reaktioita, ja suurin osa ribosomeista löytyy täältä.
• Ribosomit: Kaikkien organismien sytoplasmassa ja muualla eukaryooteissa esiintyvät nämä ovat solujen proteiini "tehtaita" ja koostuvat kahdesta alayksiköstä. Ne sisältävät sivustot missä käännös tapahtuu.

Eukaryootit on monimutkaisempia soluja, jotka sisältävät organellit, joita ympäröi samanlainen kaksoisplasmakalvo, joka ympäröi solua kokonaisuudessaan (solukalvo). Jotkut näistä organelleista, etenkin endoplasminen verkkokalvo, isännöi paljon ribosomeja. Kloroplastit kasveilla on niitä, samoin kuin mitokondrioita kaikista eukaryooteista.

Endoplasman verkkokalvo (ER) on kuin "valtatie" solun ytimen ja sytoplasman ja jopa itse solukalvon välillä. Se kuljettaa proteiinituotteita ympäriinsä, minkä vuoksi ribosomeille, jotka tekevät näistä proteiineista, on edullista olla naapureita ER: n kanssa.

Kun ribosomit nähdään sitoutuneena ER: ään, tulos kutsutaan karkea ER (RER). ER kutsutaan ribosomeista koskemattomaksi sujuva ER (SER).

Käännös on viimeinen vaihe solun prosessissa, joka suorittaa geneettisiä ohjeita. Se alkaa tietyssä mielessä DNA: n valmistamisesta lähettäjän RNA (mRNA) prosessissa, jota kutsutaan transkriptio. MRNA on eräänlainen "peilikuva" DNA: sta, josta se kopioitiin, mutta se sisältää samat tiedot. Sitten mRNA kiinnittyy ribosomeihin.

MRNA on liitetty ribosomiin spesifisillä molekyyleillä siirtää RNA: ta (tRNA), jotka sitoutuvat yhteen ja vain yhteen 20: stä luonnossa esiintyvästä aminohaposta. Mikä aminohappo jäännös tuodaan paikalle - eli mikä tRNA saapuu - määritetään mRNA-juosteen nukleotidiemäsekvenssin perusteella.

mRNA sisältää neljä emästä (A, C, G ja U), ja tietyn aminohapon tiedot sisältyvät kolmeen peräkkäiseen emäkseen, joita kutsutaan triplettikodoni (tai joskus vain kodoni), kuten ACG, CCU jne. Tämä tarkoittaa, että niitä on 4³tai 64 erilaista kodonia. Tämä on enemmän kuin riittävä 20 aminohapon koodaamiseen, ja siksi joitain aminohappoja koodaa useampi kuin yksi kodoni (redundanssi).

Aminohapot ovat proteiinien rakennuspalikoita. Jos proteiinit koostuvat aminohappopolymeereistä, joita kutsutaan myös polypeptidit, aminohapot ovat näiden ketjujen monomeerejä.

(Ero polypeptidin ja proteiinin välillä on suurelta osin mielivaltainen.)

Aminohapot sisältävät keskitetyn hiiliatomin, joka on yhdistetty neljään erilliseen komponenttiin: vetyatomi (H), aminoryhmä (NH₂), karboksyylihapporyhmä (COOH) ja R-sivuketju, joka antaa jokaiselle aminohapolle ainutlaatuisen kaavan ja erityiset kemialliset ominaisuudet. Joillakin sivuketjuilla on affiniteetti veteen ja muihin sähköisesti polaarisiin molekyyleihin, kun taas muiden aminohappojen sivuketjut käyttäytyvät päinvastoin.

Proteiinien synteesi, joka on yksinkertaisesti aminohappojen lisääminen päästä päähän, sisältää yhden aminohapon aminoryhmän kytkemisen seuraavan karboksyyliryhmään. Tätä kutsutaan a peptidisidosja se johtaa vesimolekyylin menetykseen.

Ribosomien voidaan sanoa koostuvan ribonukleoproteiini, koska kuten yllä on kuvattu, ne kootaan rRNA: n ja proteiinien epätasa-arvoisesta seoksesta. Ne koostuvat kahdesta alayksiköstä, jotka luokitellaan sedimentaatiokäyttäytymisen perusteella: suuri, 50S-alayksikkö ja pieni, 30S-alayksikkö. ("S" tarkoittaa tässä Svedberg-yksiköitä.)

Suuri alayksikkö sisältää 34 erilaista proteiinia yhdessä kahden tyyppisen rRNA: n kanssa, 23S-tyypin ja 5S-tyypin. Pieni alayksikkö sisältää 21 erilaista proteiinia ja erään tyyppisen rRNA: n, joka kirjautuu sisään 16S: ssä. Vain yksi proteiini on yhteinen molemmille alayksiköille.

Alayksiköiden komponentit valmistetaan itse ydin prokaryoottien ytimien sisällä. Sitten ne kuljetetaan huokosen läpi ydinkuoressa sytoplasmaan.

Ribosomeja ei ole täysin kootussa muodossa, ennen kuin heitä kehotetaan tekemään työnsä. Toisin sanoen alayksiköt viettävät kaiken "vapaa-ajan" yksin. Joten kun käännös on käynnissä tietyn solun tietyssä osassa, läheisyydessä olevat ribosomien alayksiköt alkavat jälleen tutustua.

Suuri osa suuremman alayksikön toiminnasta liittyy katalyysitai kemiallisten reaktioiden nopeuttaminen. Tämä on normaalisti kutsuttujen proteiinien vastuu entsyymit, mutta muut biomolekyylit toimivat toisinaan myös katalysaattoreina, ja suuren ribosomaalisen alayksikön osat ovat esimerkki. Tämä tekee toiminnallisesta komponentista a ribotsyymi.

Pienellä alayksiköllä sitä vastoin näyttää olevan enemmän dekooderitoimintoa, joka saa käännöksen ohi alusta vaiheet lukitsemalla oikealle suurelle alayksikölle oikeaan kohtaan oikeaan aikaan kantamalla mitä pari tarvitsee näkymä.

Käännöksellä on kolme päävaihetta: Aloittaminen, venymä ja irtisanominen. Yhteenvetona kustakin näistä transkription osista lyhyesti:

Aloitus: Tässä vaiheessa saapuva mRNA sitoutuu pisteeseen ribosomin pienessä alayksikössä. Spesifinen mRNA-kodoni laukaisee aloituksen tRNA-metioniini. Se liitetään sinne spesifisellä tRNA-aminohappoyhdistelmällä, joka määritetään yhdisteen mRNA-sekvenssillä typpipitoiset emäkset. Tämä kompleksi muodostaa yhteyden suureen ribosomaaliseen alayksikköön.

Venymä: Tässä vaiheessa polypeptidit kootaan. Kun kukin tuleva aminohappo-tRNA-kompleksi lisää aminohapponsa sitoutumiskohtaan, tämä siirretään a: hon lähellä oleva paikka ribosomissa, toinen sitoutumiskohta, joka pitää aminohappojen kasvavaa ketjua (ts polypeptidi). Täten tulevat aminohapot "luovutetaan" ribosomissa yhdestä paikasta toiseen.

Irtisanominen: Kun mRNA on viestin lopussa, se signaloi tämän tietyllä emässekvenssillä, joka merkitsee "stop". Tämä aiheuttaa "vapautumistekijöiden" kasaantumisen, jotka estävät enää aminohappojen sitoutumisen aminohappoihin polypeptidi. Proteiinisynteesi tässä ribosomaalisessa paikassa on nyt valmis.