איזה תהליך מבצע הריבוזומים?

ריבוזומים הם מבנים בתוך תאים עם פונקציה קריטית אחת: לייצר חלבונים.

הריבוזומים עצמם מורכבים מכשליש חלבון לפי המסה; שני השלישים האחרים מורכבים מצורה מיוחדת של חומצה ריבונוקלאית (RNA) הנקראת RNA ריבוזומלי, או rRNA. (בקרוב תפגוש את שני החברים העיקריים האחרים ממשפחת ה- RNA, mRNA ו- tRNA).

ריבוזומים הם אחד מארבע ישויות מובחנות הנמצאות בכל התאים, אולם התאים פשוטים ככל שיהיו. שלושת האחרים הם חומצה דאוקסיריבונוקלאית (DNA), א קרום תא ו ציטופלזמה.

באורגניזמים הפשוטים ביותר, הנקראים פרוקריוטים, ריבוזומים צפים חופשיים בציטופלזמה; במורכב יותר אקריוטים, הם נמצאים בציטופלסמה אך גם במקומות אחרים.

כאמור, פרוקריוטים - אורגניזמים חד תאיים המרכיבים את התחומים חיידקים וארכאים - הם בעלי ארבעת המבנים המשותפים לכולם תאים.

אלו הם:

• DNA: חומצת גרעין זו מכילה את כל ה מידע גנטי על אורגניזם האב שלו, המועבר לדורות הבאים. ה"קוד "שלו משמש גם לייצור חלבונים בתהליכים רצופים של תעתיק ותרגום.
• קרום תא: קרום פלזמה כפול זה, המורכב משכבה דו פוספוליפידית, הוא קרום חדיר סלקטיבי, המאפשר למולקולות מסוימות לעבור ללא הפרעה תוך כדי כניסה לאחרים. הוא מספק צורה והגנה לכל התאים.
instagram story viewer
• ציטופלזמה: המכונה גם ציטוזול, הציטופלזמה היא מטריצה ​​ג'לטינית של מים וחלבונים המשמשת כחומר של פנים התא. מספר תגובות חשובות מתרחשות כאן, וכאן נמצאים רוב הריבוזומים.
• ריבוזומים: נמצאים בציטופלזמה של כל האורגניזמים ובמקומות אחרים באיקריוטים, אלה הם "מפעלים" חלבונים של תאים, ומורכבים משתי יחידות משנה. הם מכילים את האתרים שבהם תִרגוּם מתרחשת.

אוקריוטים יש תאים מורכבים יותר, המכילים אברונים, המוקפים באותו סוג של קרום פלזמה כפול המקיף את התא בכללותו (קרום התא). חלק מהאברונים הללו, בעיקר רשתית אנדופלזמית, מארחים הרבה מאוד ריבוזומים. כלורופלסטים לצמחים יש אותם, כמו גם ל מיטוכונדריה מכל האיקריוטים.

הרטיקולום האנדופלזמי (ER) הוא כמו "כביש מהיר" בין גרעין התא לציטופלזמה, ואפילו לקרום התא עצמו. זה מעביר מוצרי חלבון מסביב, ולכן כדאי לריבוזומים, שהופכים את החלבונים האלה, להיות שכנים עם ER.

כאשר ריבוזומים נראים קשורים ל- ER, התוצאה נקראת ER מחוספס (RER). נקרא ER שאינו נגע בריבוזומים ER חלקה (SER).

תִרגוּם הוא השלב האחרון בתהליך ביצוע התא הוראות גנטיות. זה מתחיל, במובן מסוים, עם יצירת DNA שליח RNA (mRNA) בתהליך שנקרא תַעֲתוּק. ה- mRNA הוא מעין "תמונת מראה" של ה- DNA ממנו הועתק, אך הוא מכיל את אותו המידע. ה- mRNA ואז מתחבר לריבוזומים.

ה- mRNA מחובר על הריבוזום על ידי מולקולות ספציפיות של העברת RNA (tRNA) הנקשרים לאחת ויחידה מבין 20 חומצות האמינו המצויות בטבע. איזה חומצת אמינו שאריות מובאות לאתר - כלומר איזה tRNA מגיע - נקבע על ידי רצף בסיס הנוקליאוטידים על גדיל ה- mRNA.

mRNA מכיל ארבעה בסיסים (A, C, G ו- U), והמידע עבור חומצת אמינו נתונה כלול בשלושה בסיסים עוקבים, הנקראים קודון שלישייה (או לפעמים סתם קודון), כגון ACG, CCU וכו '. פירוש הדבר שישנם 4³, או 64, קודונים שונים. זה יותר ממספיק לקידוד של 20 חומצות אמינו, וזו הסיבה שחומצות אמינו מסוימות מקודדות על ידי יותר מקודון אחד (יתירות).

חומצות אמינו הן אבני הבניין של חלבונים. כאשר חלבונים מורכבים מפולימרים של חומצות אמינו, הנקראים גם פוליפפטידים, חומצות אמינו הן המונומרים של שרשראות אלה.

(ההבחנה בין פוליפפטיד לחלבון היא שרירותית ברובה).

חומצות אמינו כוללות אטום פחמן מרכזי המחובר לארבעה מרכיבים נפרדים: אטום מימן (H), קבוצת אמינו (NH₂), קבוצת חומצות קרבוקסיליות (COOH) ושרשרת בצד R המעניקה לכל חומצת אמינו את הנוסחה הייחודית שלה ואת התכונות הכימיות הייחודיות שלה. לחלק מהשרשראות הצדדיות יש זיקה למים ולמולקולות קוטביות אחרות מבחינה חשמלית, ואילו שרשראות הצד של חומצות אמיניות אחרות מתנהגות בצורה הפוכה.

הסינתזה של חלבונים, שהיא פשוט תוספת של חומצות אמינו מקצה לקצה, כוללת קישור של קבוצת האמינו של חומצת אמינו אחת לקבוצת הקרבוקסיל של הבאה. זה נקרא a הצמדה לפפטיד, וזה גורם לאובדן מולקולת מים.

ניתן לומר כי הריבוזומים מורכבים מ ריבונוקליאופרוטאיןמכיוון שכפי שתואר לעיל הם מורכבים מתערובת לא שווה של rRNA וחלבונים. הן מורכבות משתי יחידות משנה המסווגות מבחינת התנהגות השקיעה שלהן: גדולה, יחידת משנה 50S וקטן, יחידת משנה 30S. ("S" כאן מייצג יחידות Svedberg.)

יחידת המשנה הגדולה מכילה 34 חלבונים שונים, יחד עם שני סוגים של rRNA, סוג 23S וסוג 5S. יחידת המשנה הקטנה מכילה 21 חלבונים שונים וסוג של rRNA הבודק ב 16S. רק חלבון אחד משותף לשתי יחידות המשנה.

רכיבי יחידות המשנה מיוצרים בעצמם ב גרעין בתוך גרעיני הפרוקריוטים. לאחר מכן הם מועברים דרך נקבובית במעטפת הגרעין אל הציטופלזמה.

הריבוזומים אינם קיימים בצורתם המורכבת לחלוטין עד שהם נקראים לבצע את עבודתם. כלומר, יחידות המשנה מבלות את כל "שעות הפנאי" שלהן לבד. לכן כאשר התרגום מתחיל בחלק מסוים של תא נתון, יחידות משנה של הריבוזום בסביבה מתחילות להתוודע שוב.

חלק ניכר מתפקידה של יחידת המשנה הגדולה יותר מתייחס קָטָלִיזָה, או האצת התגובות הכימיות. זה בדרך כלל תחום החלבונים שנקרא אנזימים, אך מדי פעם ביומולקולות אחרות משמשות כזרזים, וחלקים של יחידת המשנה הריבוזומלית הגדולים הם דוגמה. זה הופך את הרכיב הפונקציונאלי ל- a ריבוזים.

לעומת זאת, נראה כי יחידת המשנה הקטנה כוללת יותר פונקציית מפענח, שעוברת את התרגום ממש בהתחלה שלבים על ידי נעילה על יחידת המשנה הגדולה הנכונה בנקודה הנכונה בזמן הנכון, ונושאת את מה שהזוג צריך אל סְצֵינָה.

לתרגום שלושה שלבים עיקריים: חניכה, התארכות ו סיום. לסיכום כל אחד מחלקי התמלול הללו בקצרה:

חניכה: בשלב זה, ה- mRNA הנכנס נקשר לנקודה בתת-היחידה הקטנה של הריבוזום. קודון mRNA ספציפי מפעיל התחלה מאת tRNA- מתיונין. זה מצטרף לשם על ידי שילוב ספציפי של tRNA וחומצות אמינו שנקבע על ידי רצף ה- mRNA של בסיסים חנקניים. מתחם זה מתחבר ליחידת המשנה הריבוזומלית הגדולה.

הַאֲרָכָה: בשלב זה מורכבים פוליפפטידים. כאשר כל קומפלקס חומצה אמינית נכנסת- tRNA מוסיף את חומצת האמינו שלו לאתר הקישור, זה מועבר לא נקודה סמוכה על הריבוזום, אתר קשירה שני המחזיק את השרשרת ההולכת וגדלה של חומצות אמינו (כלומר פוליפפטיד). כך חומצות אמינו נכנסות "מועברות" מנקודה אחת לאחרת בריבוזום.

סיום: כאשר ה- mRNA נמצא בסוף המסר שלו, הוא מסמן זאת ברצף בסיס מסוים שמסמן "עצור". זה גורם להצטברות של "גורמי שחרור" המונעים קישור של חומצות אמינו נוספות ל פוליפפטיד. סינתזת החלבון במיקום ריבוזומלי זה הושלמה כעת.