Ribosomi su vrlo raznolike proteinske strukture koje se nalaze u svim stanicama. U prokariotskim organizmima, koji uključuju Bakterije i Arheje domene, ribosomi slobodno "plutaju" u citoplazmi stanica. U Eukariota domene, ribosomi se također nalaze slobodni u citoplazmi, ali mnogi su drugi vezani uz neke organele ovih eukariotskih stanica, koje čine životinjski, biljni i gljivični svijet.
Možda ćete vidjeti da neki izvori ribosome nazivaju organelama, dok drugi tvrde da ih nedostatak okolne membrane i njihovo postojanje u prokarionima diskvalificira iz ovog statusa. Ova rasprava pretpostavlja da se ribosomi zapravo razlikuju od organela.
Funkcija ribosoma je proizvodnja proteina. To čine u procesu poznatom kao prijevod, koji uključuje uzimanje uputa kodiranih u glasničku ribonukleinsku kiselinu (mRNA) i njihovu upotrebu za prikupljanje proteina iz aminokiseline.
Pregled stanica
Prokariotske stanice su najjednostavnije stanice, a jedna stanica gotovo uvijek čini cijeli organizam, ova je klasa živih bića, koja obuhvaća domene taksonomske klasifikacije
Arheje i Bakterije. Kao što je napomenuto, sve stanice imaju ribosome. Prokariotske stanice sadrže i tri druga elementa zajednička svim stanicama: DNA (deoksiribonukleinska kiselina), staničnu membranu i citoplazmu.Pročitajte više o definiciji, strukturi i funkciji prokariota.
Budući da prokarioti imaju manje metaboličke potrebe od složenijih organizama, imaju relativno malu gustoću ribosomi u svom, jer ne trebaju sudjelovati u prevođenju toliko različitih bjelančevina koliko složenijih stanice rade.
Eukariotske stanice, pronađena u biljkama, životinjama i gljivama koje čine domenu Eukariota, daleko su složeniji od njihovih prokariotskih kolega. Uz gore navedene četiri bitne stanične komponente, ove stanice imaju jezgru i niz drugih struktura vezanih za membranu koje se nazivaju organele. Kao što ćete vidjeti, jedna od tih organela, endoplazmatski retikulum, ima prisan odnos s ribosomima.
Događaji prije ribosoma
Da bi došlo do prevođenja, mora postojati lanac mRNA za prevođenje. mRNA zauzvrat može biti prisutna samo ako je došlo do transkripcije.
Transkripcija je postupak kojim sekvenca nukleotidne baze DNK organizma kodira svoje gene ili duljine DNA koje odgovaraju određenom proteinskom proizvodu u srodnoj molekuli RNA. Nukleotidi u DNA imaju kratice A, C, G i T, dok RNA uključuje prva tri od njih, ali zamjenjuje U za T.
Kada se dvostruki lanac DNA odmota u dva lanca, može doći do transkripcije duž jednog od njih. To čini na predvidljiv način, jer se A u DNA transkribira u U u mRNA, C u G, G u C i T u A. Tada mRNA napušta DNA (a u eukariota, jezgru; u prokariota DNA sjedi u citoplazmi u jednom, malom, prstenastom kromosomu) i kreće se kroz citoplazmu do susreta s ribosomom, gdje započinje translacija.
Pregled ribosoma
Svrha ribosoma je služiti kao mjesta za prevođenje. Prije nego što mogu pomoći u koordinaciji ovog zadatka, sami se moraju sastaviti, jer ribosomi postoje u svom funkcionalnom obliku samo kad aktivno djeluju kao proizvođači proteina. U okolnostima odmora, ribosomi se raspadaju u par podjedinica, jedna velika i jedna mala.
Neke stanice sisavaca imaju čak 10 milijuna različitih ribosoma. U eukariota se neki od njih nalaze povezani s endoplazmatskim retikulumom (ER), što rezultira onim što se naziva grubi endoplazmatski retikulum (RER). Uz to, ribosomi se mogu naći u mitohondrijima eukariota i u kloroplastima biljnih stanica.
Neki ribosomi mogu povezati aminokiseline, jedinice proteina koje se ponavljaju, brzinom od 200 u minuti ili više od tri u sekundi. Imaju više mjesta vezanja zbog više molekula koje sudjeluju u prevođenju, uključujući prijenos RNA (tRNA), mRNA, aminokiseline i rastući polipeptidni lanac na koji su aminokiseline vezane.
Građa ribosoma
Ribosomi se općenito opisuju kao proteini. Otprilike dvije trećine mase ribosoma, međutim, sastoji se od vrste RNA koja se naziva, dovoljno prikladno, ribosomska RNA (rRNA). Nisu okruženi dvostrukom plazemskom membranom, kao ni organele i stanica u cjelini. Oni, međutim, imaju vlastitu membranu.
Veličina ribosomskih podjedinica ne mjeri se strogo u masi već u količini koja se naziva Svedbergova (S) jedinica. Oni opisuju sedimentacijska svojstva podjedinica. Ribosomi imaju podjedinicu 30S i podjedinicu 50S. Veća od dvije funkcije pretežno djeluje kao katalizator tijekom prevođenja, dok manja djeluje uglavnom kao dekoder.
U ribosomima eukariota postoji oko 80 različitih bjelančevina, od kojih je 50 ili više jedinstveno za ribosome. Kao što je napomenuto, ti proteini čine oko jedne trećine ukupne mase ribosoma. Proizvode se u nukleolusu unutar jezgre, a zatim se izvoze u citoplazmu.
Pročitajte više o definiciji, strukturi i funkciji ribosoma.
Što su proteini i aminokiseline?
Bjelančevine su dugi lanci aminokiseline, kojih ima 20 različitih sorti. Aminokiseline su međusobno povezane da tvore ove lance interakcijama poznatim kao peptidne veze.
Sve aminokiseline sadrže tri regije: amino skupinu, skupinu karboksilne kiseline i bočni lanac, koji se u jeziku biokemičara obično označava kao "R-lanac". Amino skupina i karboksilna kiselina su invarijantne; dakle priroda R-lanca određuje jedinstvenu strukturu i ponašanje aminokiseline.
Neke aminokiseline jesu hidrofilni zbog svojih bočnih lanaca, što znači da "traže" vodu; drugi jesu hidrofobni i odupiru se interakcijama s polariziranim molekulama. To nastoji odrediti kako će se aminokiseline u proteinu okupljati u trodimenzionalnom prostoru jednom polipeptidni lanac postaje dovoljno dug da interakcije između susjednih aminokiselina postanu problem.
Uloga ribosoma u prijevodu
Dolazeća mRNA veže se za ribosome kako bi inicirao proces translacije. U eukariota, jedan lanac mRNA kodira samo jedan protein, dok u prokarionima mRNA lanac može sadržavati više gena i prema tome kodirati više proteinskih proizvoda. Tijekom faza inicijacije, metionin je uvijek aminokiselina koja je prvo kodirana, obično baznom sekvencom AUG. Svaka aminokiselina zapravo je kodirana određenom trobaznom sekvencom na mRNA (a ponekad i više od jedne sekvence kodira istu aminokiselinu).
Ovaj postupak omogućuje mjesto "pristajanja" na maloj ribosomskoj podjedinici. Ovdje se i metionil-tRNA (specijalizirana molekula RNA koja transportira metionin) i mRNA vežu za ribosom, dolazeći bliže jedna drugoj i dopuštajući mRNA da usmjeri prave molekule tRNA (ima ih 20, za svaku aminokiselinu) na stići. Ovo je stranica "A". U drugoj točki leži mjesto "P", gdje rastući polipeptidni lanac ostaje vezan za ribosom.
Mehanika prevođenja
Kako prijevod napreduje dalje od inicijacije metioninom, kao što svaka nova dolazna aminokiselina jest pozvan na mjesto "A" od strane mRNA kodona, ubrzo je premješten na polipeptidni lanac na "P" web mjesto (faza produljenja). To omogućuje sljedećem tri-nukleotidnom kodonu u slijedu mRNA da pozove sljedeći potreban tRNA-aminokiselinski kompleks, i tako dalje. Na kraju se protein dovršava i oslobađa iz ribosoma (završna faza).
Prekid započinju zaustavni kodoni (UAA, UAG ili UGA) koji nemaju odgovarajuće tRNA, ali umjesto toga signaliziraju čimbenike otpuštanja da zaustave sintezu proteina. Polipeptid se pošalje, a dvije ribosomske podjedinice se odvoje.
