Qual è la differenza tra ribosoma e DNA ribosomiale?

Tutti gli esseri viventi richiedono proteine ​​per varie funzioni. All'interno delle cellule, gli scienziati definiscono i ribosomi come i produttori di quelle proteine. DNA ribosomiale (rDNA), al contrario, funge da codice genetico precursore per quelle proteine ​​e svolge anche altre funzioni.

TL; DR (troppo lungo; non ho letto)

I ribosomi fungono da fabbriche proteiche all'interno delle cellule degli organismi. Il DNA ribosomiale (rDNA) è il codice precursore di queste proteine ​​e svolge altre importanti funzioni nella cellula.

Si può definire ribosomi come fabbriche di proteine ​​molecolari. Nella sua forma più semplicistica, un ribosoma è un tipo di organello che si trova nelle cellule di tutti gli esseri viventi. I ribosomi possono entrambi galleggiare liberamente nel citoplasma di una cellula, o può risiedere sulla superficie del reticolo endoplasmatico (RE). Questa parte del pronto soccorso è indicata come pronto soccorso approssimativo.

Le proteine ​​e gli acidi nucleici comprendono i ribosomi. La maggior parte di questi proviene dal nucleolo. I ribosomi sono formati da due subunità, una più grande dell'altra. Nelle forme di vita più semplici come batteri e archeobatteri, i ribosomi e le loro subunità sono più piccoli che nelle forme di vita più avanzate.

In questi organismi più semplici, i ribosomi sono indicati come ribosomi 70S e sono costituiti da una subunità 50S e una subunità 30S. La "S" si riferisce alla velocità di sedimentazione delle molecole in una centrifuga.

In organismi più complessi come persone, piante e funghi, i ribosomi sono più grandi e sono indicati come ribosomi 80S. Questi ribosomi sono composti rispettivamente da una subunità 60S e 40S. Mitocondri possiede i propri ribosomi degli anni '70, suggerendo un'antica possibilità che gli eucarioti consumassero i mitocondri come batteri, pur mantenendoli come utili simbionti.

I ribosomi possono essere composti da un massimo di 80 proteine ​​e gran parte della loro massa deriva da RNA ribosomiale (rRNA).

Il funzione principale di un ribosoma è costruire proteine. Lo fa traducendo un codice dato dal nucleo di una cellula via mRNA (acido ribonucleico messaggero). Usando questo codice, il ribosoma si unirà agli amminoacidi portatigli da tRNA (acido ribonucleico di trasferimento).

Alla fine questo nuovo polipeptide verrà rilasciato nel citoplasma e sarà ulteriormente modificato come una nuova proteina funzionante.

Mentre è facile definire generalmente i ribosomi come fabbriche di proteine, aiuta a capire l'effettivo fasi della produzione di proteine. Questi passaggi devono essere eseguiti in modo efficiente e corretto per garantire che non si verifichino danni a una nuova proteina.

Il primo passo della produzione di proteine ​​(aka traduzione) è chiamato iniziazione. Speciali proteine ​​portano l'mRNA alla subunità più piccola di un ribosoma, dove entra attraverso una fessura. Quindi il tRNA viene preparato e portato attraverso un'altra fessura. Tutte queste molecole si legano tra le subunità più grandi e più piccole del ribosoma, formando un ribosoma attivo. La subunità più grande funziona principalmente come catalizzatore, mentre la subunità più piccola funziona come decodificatore.

Il secondo passo, allungamento, inizia quando l'mRNA viene "letto". Il tRNA fornisce an amminoacido, e questo processo si ripete allungando la catena degli amminoacidi. Gli amminoacidi vengono recuperati dal citoplasma; sono forniti dal cibo.

Cessazione rappresenta la fine della produzione di proteine. Il ribosoma legge un codone di stop, una sequenza del gene che lo istruisce per completare la costruzione della proteina. Le proteine ​​chiamate proteine ​​del fattore di rilascio aiutano il ribosoma a rilasciare la proteina completa nel citoplasma. Le proteine ​​appena rilasciate possono ripiegarsi o essere modificate in modifica post-traduttiva.

I ribosomi possono lavorare ad alta velocità per unire insieme gli amminoacidi e talvolta possono unirne 200 al minuto! Le proteine ​​più grandi possono richiedere alcune ore per essere costruite. Le proteine ​​​​i ribosomi continuano a svolgere funzioni essenziali per la vita, formando muscoli e altri tessuti. La cellula di un mammifero può contenere fino a 10 miliardi di molecole proteiche e 10 milioni di ribosomi! Quando i ribosomi completano il loro lavoro, le loro subunità si separano e possono essere riciclate o scomposte.

I ricercatori stanno usando la loro conoscenza dei ribosomi per creare nuovi antibiotici e altri medicinali. Ad esempio, esistono nuovi antibiotici che eseguono un attacco mirato ai ribosomi 70S all'interno dei batteri. Man mano che gli scienziati imparano di più sui ribosomi, senza dubbio verranno scoperti più approcci a nuovi farmaci.

DNA ribosomiale, o acido desossiribonucleico ribosomiale (rDNA), è il DNA che codifica per le proteine ​​ribosomiali che formano i ribosomi. Questo rDNA costituisce una porzione relativamente piccola del DNA umano, ma il suo ruolo è cruciale per diversi processi. La maggior parte dell'RNA trovato negli eucarioti proviene dall'RNA ribosomiale che è stato trascritto dall'rDNA.

Questa trascrizione di DNAr si instaura durante il ciclo cellulare. L'rDNA stesso proviene dal nucleolo, che si trova all'interno del nucleo della cellula.

Il livello di produzione di rDNA nelle cellule varia a seconda dello stress e dei livelli di nutrienti. Quando c'è fame, la trascrizione dell'rDNA diminuisce. Quando ci sono risorse abbondanti, la produzione di rDNA aumenta.

Il DNA ribosomiale è responsabile del controllo del metabolismo delle cellule, dell'espressione genica, della risposta allo stress e persino dell'invecchiamento. È necessario un livello stabile di trascrizione dell'rDNA per evitare la morte cellulare o la formazione di tumori.

Una caratteristica interessante dell'rDNA è la sua ampia serie di geni ripetuti. Ci sono più ripetizioni di rDNA di quelle necessarie per l'rRNA. Sebbene la ragione di ciò non sia chiara, i ricercatori pensano che ciò possa avere a che fare con la necessità di diversi tassi di sintesi proteica come diversi punti di sviluppo.

Queste sequenze ripetitive di rDNA possono portare a problemi con l'integrità genomica. Sono difficili da trascrivere, replicare e riparare, il che a sua volta porta a un'instabilità generale che può portare a malattie. Ogni volta che la trascrizione dell'rDNA avviene a una velocità maggiore, aumenta il rischio di rotture nell'rDNA e altri errori. La regolazione del DNA ripetitivo è importante per la salute dell'organismo.

I problemi del DNA ribosomiale (rDNA) sono stati implicati in una serie di malattie nell'uomo, inclusi i disturbi neurodegenerativi e il cancro. Quando c'è di più instabilità dell'rDNA, si verificano problemi. Ciò è dovuto alle sequenze ripetute trovate nell'rDNA, che sono suscettibili di eventi di ricombinazione che producono mutazioni.

Alcune malattie possono verificarsi a causa di una maggiore instabilità del rDNA (e scarsa sintesi di ribosomi e proteine). I ricercatori hanno scoperto che le cellule di chi soffre di sindrome di Cockayne, sindrome di Bloom, sindrome di Werner e atassia-teleangectasia contengono una maggiore instabilità del rDNA.

L'instabilità della ripetizione del DNA è dimostrata anche in un certo numero di malattie neurologiche come la malattia di Huntington, la SLA (sclerosi laterale amiotrofica) e la demenza frontotemporale. Gli scienziati pensano che la neurodegenerazione correlata all'rDNA derivi da un'elevata trascrizione di rDNA che produce danni all'rDNA e scarse trascrizioni di rRNA. Anche i problemi con la produzione di ribosomi potrebbero avere un ruolo.

Un numero di tumori solidi capita di esibire riarrangiamenti di rDNA, incluse diverse sequenze ripetute. I numeri di copie di rDNA influenzano la formazione dei ribosomi e quindi il modo in cui si sviluppano le loro proteine. L'aumento della produzione di proteine ​​da parte dei ribosomi fornisce un indizio sulla connessione tra le sequenze ripetute del DNA ribosomiale e lo sviluppo del tumore.

La speranza è quel romanzo cancro si possono realizzare terapie che sfruttino la vulnerabilità dei tumori a causa dell'rDNA ripetitivo.

Gli scienziati hanno recentemente scoperto prove che l'rDNA svolge anche un ruolo in invecchiamento. I ricercatori hanno scoperto che quando gli animali invecchiano, il loro DNAr subisce un cambiamento epigenetico chiamato metilazione. I gruppi metilici non cambiano la sequenza del DNA, ma alterano il modo in cui i geni vengono espressi.

Un altro potenziale indizio sull'invecchiamento è la riduzione delle ripetizioni dell'rDNA. Sono necessarie ulteriori ricerche per chiarire il ruolo dell'rDNA e dell'invecchiamento.

Man mano che gli scienziati imparano di più sull'rDNA e su come può influenzare i ribosomi e lo sviluppo delle proteine, rimane grande promessa di nuovi farmaci per trattare non solo l'invecchiamento, ma anche condizioni deleterie come il cancro e le malattie neurologiche disturbi.