Mikä rooli ribosomilla on käännöksessä?

Ribosomit ovat erittäin erilaisia ​​proteiinirakenteita, joita löytyy kaikista soluista. Prokaryoottisissa organismeissa, joihin kuuluvat Bakteerit ja Archaea domeenit, ribosomit "kelluvat" vapaasti solujen sytoplasmassa. vuonna Eukaryota domeenissa ribosomit löytyvät myös vapaasti sytoplasmassa, mutta monet muut ovat kiinnittyneet joihinkin näiden eukaryoottisolujen organelleihin, jotka muodostavat eläin-, kasvi- ja sienimaailman.

Saatat nähdä, että jotkut lähteet viittaavat ribosomeihin organelleiksi, kun taas toiset väittävät, että ympäröivän kalvon puuttuminen ja niiden esiintyminen prokaryooteissa sulkee heidät pois tästä tilasta. Tässä keskustelussa oletetaan, että ribosomit ovat itse asiassa erillisiä organelleista.

Ribosomien tehtävänä on tuottaa proteiineja. He tekevät tämän prosessissa, joka tunnetaan nimellä käännös, johon sisältyy messenger-ribonukleiinihapossa (mRNA) koodattujen ohjeiden ottaminen ja niiden käyttäminen proteiinien aminohappoja.

Prokaryoottiset solut

Lue lisää prokaryoottien määritelmästä, rakenteesta ja toiminnasta.

Koska prokaryooteilla on alhaisemmat metaboliset tarpeet kuin monimutkaisemmilla organismeilla, niiden tiheys on suhteellisen pieni ribosomeja, koska niiden ei tarvitse osallistua niin monien erilaisten proteiinien translaatioon kuin monimutkaisemmat solut tekevät.

Eukaryoottiset solut, löytyy kasveista, eläimistä ja sienistä, jotka muodostavat domeenin Eukaryotaovat paljon monimutkaisempia kuin prokaryoottiset kollegansa. Edellä mainittujen neljän välttämättömän solukomponentin lisäksi näillä soluilla on ydin ja useita muita kalvoon sitoutuneita rakenteita, joita kutsutaan organelleiksi. Yhdellä näistä organelleista, endoplasmisella verkkokerroksella, on läheinen suhde ribosomeihin, kuten näette.

Jotta translaatio tapahtuisi, translaation on oltava osa mRNA: ta. mRNA puolestaan ​​voi olla läsnä vain, jos transkriptio on tapahtunut.

Litterointi on prosessi, jolla organismin DNA: n nukleotidiemäsekvenssi koodaa sen geenejä tai tiettyä proteiinituotetta vastaavan DNA: n pituuksia vastaavassa molekyylissä RNA. DNA: n nukleotideilla on lyhenteet A, C, G ja T, kun taas RNA sisältää näistä kolme ensimmäistä, mutta korvaa T.

Kun DNA: n kaksoisjuoste purkautuu kahdeksi juosteeksi, transkription voi tapahtua pitkin yhtä niistä. Tämä tapahtuu ennustettavalla tavalla, kun A: n DNA: ssa transkriptoidaan U: ksi mRNA: ssa, C: stä G: ksi, G: stä C: ksi ja T A: ksi. Sitten mRNA poistuu DNA: sta (ja eukaryooteissa ydin; prokaryooteissa DNA istuu sytoplasmassa yksittäisessä, pienessä renkaanmuotoisessa kromosomissa) ja liikkuu sytoplasman läpi, kunnes kohdataan ribosomi, josta translaatio alkaa.

Ribosomien tarkoituksena on toimia käännöskohteina. Ennen kuin he voivat auttaa tämän tehtävän koordinoinnissa, ne on itse koottava, koska ribosomit ovat toiminnallisessa muodossaan vain silloin, kun ne toimivat aktiivisesti proteiinivalmistajina. Lepo-olosuhteissa ribosomit hajoavat a pari alayksikköä, yksi iso ja yksi pieni.

Joillakin nisäkässoluilla on peräti 10 miljoonaa erillistä ribosomia. Eukaryooteissa osa näistä löytyy kiinnittyneenä endoplasmiseen verkkoon (ER), mikä johtaa siihen, mitä kutsutaan karkea endoplasman verkkokalvo (RER). Lisäksi ribosomeja voi löytyä eukaryoottien mitokondrioista ja kasvisolujen kloroplasteista.

Jotkut ribosomit voivat kiinnittää aminohapot, toistuvat proteiinien yksiköt, toisiinsa nopeudella 200 minuutissa tai yli kolme sekunnissa. Heillä on useita sitoutumiskohtia monien molekyylien, jotka osallistuvat translaatioon, mukaan lukien siirtää RNA (tRNA), mRNA, aminohapot ja kasvava polypeptidiketju, johon aminohapot ovat kiinnittyneet.

Ribosomeja kuvataan yleensä proteiineina. Noin kaksi kolmasosaa ribosomien massasta koostuu kuitenkin eräänlaisesta RNA: sta, jota kutsutaan riittävän osuvasti ribosomaaliseksi RNA: ksi (rRNA). Niitä ei ympäröi kaksinkertainen plasmakalvo, samoin kuin organellit ja solu kokonaisuutena. Heillä on kuitenkin oma kalvo.

Ribosomaalisten alayksiköiden kokoa ei mitata tarkasti massana, vaan määränä, jota kutsutaan Svedberg (S) -yksiköksi. Nämä kuvaavat alayksiköiden sedimentaatio-ominaisuuksia. Ribosomeilla on 30S-alayksikkö ja 50S-alayksikkö. Suurempi näistä kahdesta toiminnasta pääasiassa katalysaattorina käännöksen aikana, kun taas pienempi toimii enimmäkseen dekooderina.

Eukaryoottien ribosomeissa on noin 80 erilaista proteiinia, joista vähintään 50 on ainutlaatuisia ribosomeille. Kuten on mainittu, näiden proteiinien osuus on noin kolmasosa ribosomien kokonaismassasta. Ne valmistetaan ytimen sisällä olevassa ytimessä ja viedään sitten sytoplasmaan.

Lue lisää ribosomien määritelmästä, rakenteesta ja toiminnasta.

Proteiinit ovat pitkiä ketjuja aminohappoja, joita on 20 erilaista lajiketta. Aminohapot kytketään yhteen muodostaen nämä ketjut vuorovaikutuksella, joka tunnetaan peptidisidoksena.

Kaikissa aminohapoissa on kolme aluetta: aminoryhmä, karboksyylihapporyhmä ja sivuketju, joita yleensä kutsutaan "R-ketjuiksi" biokemistien kielellä. Aminoryhmä ja karboksyylihapporyhmä ovat muuttumattomia; R-ketjun luonne määrää siis aminohapon ainutlaatuisen rakenteen ja käyttäytymisen.

Jotkut aminohapot ovat hydrofiilinen sivuketjujensa vuoksi, eli he "etsivät" vettä; toiset ovat hydrofobinen ja vastustaa vuorovaikutusta polarisoituneiden molekyylien kanssa. Tämä pyrkii sanelemaan, kuinka proteiinin aminohapot kootaan kolmiulotteiseen tilaan kerran polypeptidiketjusta tulee riittävän pitkä, jotta muiden kuin vierekkäisten aminohappojen välisestä vuorovaikutuksesta tulee ongelma.

Saapuva mRNA sitoutuu ribosomeihin aloittaakseen translaatioprosessin. Eukaryooteissa yksi mRNA-juoste koodaa vain yhtä proteiinia, kun taas prokaryooteissa mRNA-juoste voi sisältää useita geenejä ja siten koodata useita proteiinituotteita. Aikana aloitusvaihe, metioniini on aina ensin koodattu aminohappo, yleensä emässekvenssillä AUG. Jokainen aminohappo on itse asiassa koodattu spesifisellä kolmen emäksen sekvenssillä mRNA: lla (ja joskus useampi kuin yksi sekvenssi koodaa samaa aminohappoa).

Tämän prosessin mahdollistaa "telakointikohta" pienessä ribosomaalisessa alayksikössä. Tässä sekä metionyyli-tRNA (erikoistunut RNA-molekyyli, joka kuljettaa metioniinia) että mRNA sitoutuvat ribosomiin, tulossa lähempänä toisiaan ja antamalla mRNA: n ohjata oikeat tRNA-molekyylit (niitä on 20, yksi kutakin aminohappoa kohden) saapua. Tämä on "A" -sivusto. Eri kohdassa on "P" -kohta, jossa kasvava polypeptidiketju pysyy sitoutuneena ribosomiin.

Translaation edetessä metioniinilla tapahtuvan aloituksen jälkeen, kuten kukin uusi tuleva aminohappo on mRNA-kodoni kutsuu "A" -kohtaan, se siirretään pian "P" -polypeptidiketjuun. sivusto (venymävaihe). Tämä sallii mRNA-sekvenssin seuraavan kolmen nukleotidikodonin kutsua seuraavan tarvittavan tRNA-aminohappokompleksin ja niin edelleen. Lopulta proteiini on valmis ja vapautunut ribosomista (lopetusvaihe).

Terminaation aloittavat lopetuskodonit (UAA, UAG tai UGA), joilla ei ole vastaavia tRNA: ita, mutta niiden sijaan signaalin vapautustekijät proteiinisynteesin lopettamiseksi. Polypeptidi lähetetään pois ja kaksi ribosomaalista alayksikköä erottuu toisistaan.