Kakav postupak provode ribosomi?

Ribosomi su strukture unutar stanica s jednom kritičnom funkcijom: stvaranjem proteina.

Sami ribosomi sastoje se od približno jedne trećine proteina po masi; ostale dvije trećine sastoje se od specijaliziranog oblika ribonukleinske kiseline (RNA) tzv ribosomska RNAili rRNA. (Uskoro ćete upoznati druga dva glavna člana obitelji RNA, mRNA i tRNA.)

Ribosomi su jedan od četiri različita entiteta koja se nalaze u svim stanicama, koliko god stanice bile jednostavne. Ostale tri su deoksiribonukleinska kiselina (DNA), a stanična membrana i citoplazma.

U najjednostavnijim organizmima, tzv prokarioti, ribosomi slobodno plutaju u citoplazmi; u složenijim eukarioti, nalaze se u citoplazmi, ali i na malo drugih mjesta.

Kao što je napomenuto, prokarioti - jednoćelijski organizmi koji čine domene Bakterije i Arheje - posjeduju četiri zajedničke strukture Stanice.

Ovi su:

• DNK: Ova nukleinska kiselina sadrži sve genetske informacije o svom matičnom organizmu, koji se prenosi na sljedeće generacije. Njegov "kod" također se koristi za stvaranje proteina kroz sekvencijalne procese transkripcije i translacije.
• Stanična membrana: Ova dvostruka plazemska membrana, koja se sastoji od fosfolipidnog dvosloja, selektivno je propusna membrana, omogućavajući nekim molekulama nesmetan prolaz dok zabranjuje ulaz drugima. Pruža oblik i zaštitu svim stanicama.
• Citoplazma: Također se naziva citosol, citoplazma je želatinozna matrica vode i bjelančevina koja služi kao tvar u unutrašnjosti stanice. Ovdje se odvija niz važnih reakcija i tu se nalazi većina ribosoma.
• Ribosomi: Pronađeni u citoplazmi svih organizama i drugdje u eukariotima, to su proteinske "tvornice" stanica i sastoje se od dvije podjedinice. Sadrže mjesta na kojima prijevod javlja se.

Eukarioti imaju složenije stanice, koje sadrže organelekoji su okruženi istom vrstom dvostruke plazmatske membrane koja okružuje stanicu u cjelini (stanična membrana). Neke od tih organela, ponajviše endoplazmatski retikulum, domaćin velikom broju ribosoma. Kloroplasti biljaka imaju ih, kao i mitohondriji svih eukariota.

Endoplazmatski retikulum (ER) je poput "autoceste" između jezgre stanice i citoplazme, pa čak i same stanične membrane. Premješta proteinske proizvode oko sebe, zbog čega je povoljno da ribosomi, koji čine te proteine, budu susjedi s ER.

Kada se vidi da su ribosomi povezani s ER, zove se rezultat grubi ER (RER). ER se ne dotiče ribosomima glatka ER (SER).

Prijevod je završni korak u procesu stanice koja provodi genetske upute. Počinje, u određenom smislu, stvaranjem DNK glasnik RNA (mRNA) u procesu tzv transkripcija. MRNA je svojevrsna "zrcalna slika" DNA iz koje je kopirana, ali sadrži iste podatke. Tada se mRNA veže na ribosome.

MRNA se na ribosomu pridružuju specifične molekule prijenos RNA (tRNA) koji se vežu za jednu i samo jednu od 20 aminokiselina koje se nalaze u prirodi. Koji amino kiselina ostatak se dovodi na mjesto - odnosno koje tRNA stiže - određuje se sekvencom nukleotidne baze na lancu mRNA.

mRNA sadrži četiri baze (A, C, G i U), a informacije o datoj aminokiselini sadržane su u tri uzastopne baze, koje se nazivaju triplet kodon (ili ponekad samo kodon), kao što su ACG, CCU itd. To znači da postoje 4³, ili 64, različita kodona. To je više nego dovoljno za kodiranje 20 aminokiselina, i zato neke aminokiseline kodira više od jednog kodona (redundancija).

Aminokiseline su gradivni blokovi proteina. Gdje se proteini sastoje od polimera aminokiselina, također tzv polipeptidi, aminokiseline su monomeri ovih lanaca.

(Razlika između polipeptida i proteina uglavnom je proizvoljna.)

Aminokiseline uključuju središnji atom ugljika spojen u četiri različite komponente: atom vodika (H), amino skupinu (NH₂), skupina karboksilne kiseline (COOH) i R-bočni lanac koji svakoj aminokiselini daje jedinstvenu formulu i prepoznatljiva kemijska svojstva. Neki bočni lanci imaju afinitet za vodu i druge električno polarne molekule, dok se bočni lanci ostalih aminokiselina ponašaju suprotno.

Sinteza bjelančevina, koja je jednostavno dodavanje aminokiselina kraj do kraja, uključuje povezivanje amino skupine jedne aminokiseline s karboksilnom skupinom sljedeće. To se naziva a peptidna veza, a rezultira gubitkom molekule vode.

Može se reći da se sastoje od ribosoma ribonukleoprotein, budući da su, kako je gore opisano, sastavljeni od nejednake mješavine rRNA i proteina. Sastoje se od dvije podjedinice koje su klasificirane prema ponašanju sedimentacije: velika, 50S podjedinica i mali, 30S podjedinica. ("S" ovdje označava Svedbergove jedinice.)

Velika podjedinica sadrži 34 različita proteina, zajedno s dvije vrste rRNA, 23S i 5S. Mala podjedinica sadrži 21 različit protein i vrstu rRNA koja se provjerava na 16S. Samo je jedan protein zajednički za obje podjedinice.

Sastavni dijelovi podjedinica sami su izrađeni u nukleolus unutar jezgara prokariota. Zatim se prenose kroz pore u nuklearnoj ovojnici do citoplazme.

Ribosomi ne postoje u svom potpuno sastavljenom obliku dok ih se ne pozove da rade svoj posao. Odnosno, podjedinice sve svoje "slobodno vrijeme" provode same. Dakle, kada započinje prijevod u određenom dijelu dane stanice, podjedinice ribosoma u blizini počinju se ponovno upoznavati.

Veći dio funkcije veće podjedinice odnosi se na kataliza, ili ubrzanje kemijskih reakcija. To je obično područje pod nazivom proteini enzimi, ali i druge biomolekule povremeno djeluju kao katalizatori, a primjeri su dijelovi velike podjedinice ribosoma. To čini funkcionalnu komponentu a ribozim.

Nasuprot tome, čini se da mala podjedinica ima više funkcije dekodera, što prevodi prijevod na samom početku stupnjevima zaključavanjem na desnu veliku podjedinicu na pravom mjestu u pravo vrijeme, noseći ono što par treba u scena.

Prijevod ima tri glavne faze: Iniciranje, produljenje i raskid. Ukratko sažeti svaki od ovih dijelova transkripcije:

Inicijacija: U ovom se koraku dolazna mRNA veže za mjesto na maloj podjedinici ribosoma. Specifični kodon mRNA pokreće inicijaciju pomoću tRNA-metionin. Tamo mu se pridružuje specifična kombinacija tRNA-aminokiselina određena mRNA sekvencom dušične baze. Ovaj kompleks povezuje se s velikom ribosomskom podjedinicom.

Izduženje: U ovom se koraku sastavljaju polipeptidi. Kada svaki dolazni kompleks aminokiselina-tRNA doda svoju aminokiselinu na mjesto vezanja, to se prenese u obližnje mjesto na ribosomu, drugo mjesto vezanja koje drži rastući lanac aminokiselina (tj., polipeptid). Tako se dolazne aminokiseline "predaju" s jednog mjesta na drugo na ribosomu.

Prestanak: Kad je mRNA na kraju svoje poruke, ona to signalizira određenim osnovnim slijedom koji označava "zaustavljanje". To uzrokuje nakupljanje "faktora oslobađanja" koji sprečavaju vezanje bilo kojih aminokiselina na polipeptid. Sinteza proteina na ovom ribosomskom mjestu je sada završena.