რა პროცესს ატარებენ რიბოსომები?

რიბოსომები არის უჯრედების სტრუქტურები, რომლებსაც აქვთ ერთი კრიტიკული ფუნქცია: პროტეინების წარმოება.

თავად რიბოსომები მასით დაახლოებით ერთი მესამედი ცილისგან შედგება; დანარჩენი ორი მესამედი შედგება რიბონუკლეინის მჟავის (RNA) სპეციალურ ფორმაში, რომელსაც ეწოდება რიბოსომული რნმ, ან rRNA. (მალე თქვენ შეხვდებით რნმ – ის ოჯახის დანარჩენ ორ მთავარ წევრს, mRNA– ს და tRNA– ს.)

რიბოსომები ოთხი მკაფიო სუბიექტიდან ერთ-ერთია, რომლებიც გვხვდება ყველა უჯრედში, თუმცა მარტივი უჯრედები შეიძლება იყოს. დანარჩენი სამი დეოქსირიბონუკლეინის მჟავაა (დნმ), ა უჯრედის მემბრანა და ციტოპლაზმა.

უმარტივეს ორგანიზმებში, ე.წ. პროკარიოტები, რიბოსომები თავისუფალი ცურავს ციტოპლაზმაში; უფრო რთულ ეუკარიოტები, ისინი გვხვდება ციტოპლაზმაში, მაგრამ ასევე სხვა ადგილებში.

როგორც აღინიშნა, პროკარიოტები - ერთუჯრედიანი ორგანიზმები, რომლებიც ქმნიან ბაქტერიებისა და არქეების დომენებს - გააჩნიათ ოთხი საერთო სტრუქტურა ყველასთვის უჯრედები.

Ესენი არიან:

• დნმ: ეს ნუკლეინის მჟავა შეიცავს ყველა გენეტიკური ინფორმაცია მისი მშობელი ორგანიზმის შესახებ, რომელიც შემდეგ თაობებს გადაეცემა. მისი "კოდი" ასევე გამოიყენება პროტეინების დასამუშავებლად ტრანსკრიფციისა და თარგმნის თანმიმდევრული პროცესების საშუალებით.
• უჯრედის მემბრანა: ეს ორმაგი პლაზმური მემბრანა, რომელიც შედგება ფოსფოლიპიდური შრისგან, არის შერჩევით გამტარი მემბრანა, რომელიც საშუალებას აძლევს ზოგიერთ მოლეკულას შეუფერხებლად გაიაროს სხვების შესვლისას. ის უზრუნველყოფს ყველა უჯრედის ფორმასა და დაცვას.
• ციტოპლაზმა: ციტოზოლას ციტოზოლას უწოდებენ წყლისა და ცილების ჟელატინურ მატრიქსს, რომელიც ემსახურება უჯრედის შინაგან ნივთიერებას. აქ არაერთი მნიშვნელოვანი რეაქცია ხდება და სწორედ აქ გვხვდება რიბოსომების უმეტესობა.
• რიბოსომები: ყველა ორგანიზმის ციტოპლაზმაში და ეუკარიოტებში სხვაგან გვხვდება. ეს არის უჯრედების ცილოვანი "ქარხნები" და შედგება ორი ქვედანაყოფისაგან. ისინი შეიცავს საიტებს, თუ სად თარგმანი ხდება.

ეუკარიოტები აქვს უფრო რთული უჯრედები, შეიცავს ორგანელები, რომლებიც გარშემორტყმულია იმავე სახის ორმაგი პლაზმური მემბრანით, რომელიც გარს უჯრედს მთლიანობაში (უჯრედის მემბრანა). ზოგიერთ ამ ორგანელეს შორის, განსაკუთრებით განსაკუთრებით ენდოპლაზმურ ბადეში, მასპინძლობს უამრავ რიბოსომას. ქლოროპლასტები მცენარეებს აქვთ, ისევე როგორც მიტოქონდრია ყველა ეუკარიოტის.

ენდოპლაზმური ბადე (ER) ჰგავს "გზატკეცილს" უჯრედის ბირთვს და ციტოპლაზმას და თვით უჯრედის მემბრანს შორისაც კი. ის ცილების პროდუქტებს აცილებს გარშემო, რის გამოც ხელსაყრელია რიბოსომები, რომლებიც ამ პროტეინებს ქმნიან, იყოს ER მეზობელი.

როდესაც ჩანს, რომ რიბოსომები უკავშირდება ER- ს, შედეგს ეწოდება უხეში ER (RER) რიბოსომებით ხელუხლებელი ER ეწოდება გლუვი ER (SER)

თარგმანი არის უჯრედის პროცესის ბოლო ეტაპი გენეტიკური მითითებების შესრულებაში. ეს, გარკვეული გაგებით, დნმ-ის მიღებით იწყება მესინჯერი RNA (mRNA) პროცესში ე.წ. ტრანსკრიფცია. MRNA არის დნმ-ის ერთგვარი "სარკისებური გამოსახულება", საიდანაც ის გადაწერა, მაგრამ ის შეიცავს იგივე ინფორმაციას. შემდეგ mRNA ემატება რიბოსომებს.

MRNA უერთდება რიბოსომს სპეციფიკური მოლეკულების მიერ გადასცეს RNA (tRNA), რომელიც ბუნებაში აღმოჩენილი 20 ამინომჟავებიდან ერთსა და მხოლოდ ერთს უკავშირდება. რომელი ამინომჟავის ნარჩენების ადგილზე მოაქვთ - ეს არის ის, რაც tRNA ჩამოდის - განისაზღვრება ნუკლეოტიდის ფუძის თანმიმდევრობით mRNA ძაფზე.

mRNA შეიცავს ოთხ ბაზას (A, C, G და U) და მოცემული ამინომჟავის შესახებ ინფორმაცია შეიცავს სამ ზედიზედ, ე.წ. სამმაგი კოდონი (ან ზოგჯერ უბრალოდ კოდონი), როგორიცაა ACG, CCU და ა.შ. ეს ნიშნავს, რომ არსებობს 4³, ან 64, სხვადასხვა კოდონები. ეს საკმარისზე მეტია 20 ამინომჟავის კოდის დასადგენად და ამიტომ ამინომჟავების კოდირება ხდება ერთზე მეტ კოდონზე (ჭარბი რაოდენობა).

ამინომჟავები ცილების საშენი მასალაა. სადაც ცილები შედგება ამინომჟავების პოლიმერებისგან, ასევე მოუწოდა პოლიპეპტიდები, ამინომჟავები ამ ჯაჭვების მონომერებია.

(პოლიპეპტიდსა და პროტეინს შორის განსხვავება ძირითადად თვითნებურია).

ამინომჟავები მოიცავს ნახშირბადის ცენტრალურ ატომს, რომელიც შეუერთდა ოთხ განსხვავებულ კომპონენტს: წყალბადის ატომი (H), ამინო ჯგუფი (NH₂), კარბოქსილის მჟავას ჯგუფი (COOH) და R- გვერდითი ჯაჭვი, რომელიც თითოეულ ამინომჟავას აძლევს თავის უნიკალურ ფორმულას და გამორჩეულ ქიმიურ თვისებებს. ზოგიერთ გვერდით ჯაჭვს აქვს დამოკიდებულება წყლისა და სხვა ელექტრონულად პოლარული მოლეკულების მიმართ, ხოლო სხვა ამინომჟავების გვერდითი ჯაჭვები საპირისპიროდ იქცევიან.

ცილების სინთეზი, რომელიც უბრალოდ ამინომჟავების დამატებაა ბოლომდე, მოიცავს ერთი ამინომჟავის ამინო ჯგუფის დაკავშირებას შემდეგ კარბოქსილის ჯგუფთან. ამას ეწოდება ა პეპტიდების კავშირი, და ეს იწვევს წყლის მოლეკულის დაკარგვას.

შეიძლება ითქვას, რომ რიბოსომები შედგება რიბონუკლეოპროტეინი, რადგან ზემოთ აღწერილი, ისინი იკრიბებიან rRNA და ცილების არათანაბარი ნაზავიდან. ისინი შედგება ორი ქვედანაყოფისაგან, რომლებიც კლასიფიცირებულია მათი დალექვის ქცევის მიხედვით: 50S ქვედანაყოფი და პატარა, 30S ქვედანაყოფი. ("S" აქ ნიშნავს Svedberg– ის ერთეულებს.)

დიდი ქვედანაყოფი შეიცავს 34 სხვადასხვა ცილას, ორი ტიპის rRNA- სთან ერთად, 23S ტიპისა და 5S ტიპის. მცირე ქვედანაყოფი შეიცავს 21 სხვადასხვა ცილას და rRNA– ს ტიპს, რომელიც ამოწმებს 16S– ზე. ორივე ქვედანაყოფისთვის მხოლოდ ერთი ცილაა საერთო.

ქვედანაყოფების კომპონენტები თვითონ მზადდება ბირთვი პროკარიოტების ბირთვების შიგნით. შემდეგ ისინი ბირთვული კონვერტის ფორების საშუალებით ტრანსპორტირდება ციტოპლაზმაში.

რიბოსომები არ არსებობს მათი სრულად აწყობილი ფორმით, სანამ მათ სამუშაოს შესრულებისკენ მოუწოდებენ. ანუ, ქვედანაყოფები მთელ თავიანთ "დასასვენებელ დროს" მარტო ატარებენ. როდესაც თარგმანი მიმდინარეობს მოცემული უჯრედის კონკრეტულ ნაწილში, რიბოსომის ქვედანაყოფები ახლოდან იწყება.

უფრო დიდი ქვედანაყოფის ფუნქციების დიდი ნაწილი ეხება კატალიზი, ან ქიმიური რეაქციების დაჩქარება. ჩვეულებრივ, ეს პროტეინების დანიშნულებას ეწოდება ფერმენტები, მაგრამ სხვა ბიომოლეკულები ზოგჯერ კატალიზატორებად მოქმედებენ და ამის მაგალითია დიდი რიბოსომული ქვედანაყოფი. ეს ხდის ფუნქციონალურ კომპონენტს a რიბოზიმი.

ამის საპირისპიროდ, მცირე ქვეერთეულს უფრო მეტად აქვს დეკოდერის ფუნქცია, რაც თარგმანს თავიდანვე იღებს ეტაპობრივად, სწორ დიდ ქვედანაყოფში, სწორ ადგილას, საჭირო დროში ჩაკეტვით, რაც წყვილს სჭირდება სცენა.

თარგმანს აქვს სამი ძირითადი ეტაპი: ინიცირება, გახანგრძლივება და შეწყვეტა. მოკლედ რომ შევაჯამოთ ტრანსკრიპციის თითოეული ეს ნაწილი:

ინიცირება: ამ ეტაპზე შემომავალი mRNA უკავშირდება რიბოსომის მცირე ქვედანაყოფის ლაქას. MRNA სპეციფიკური კოდონი იწვევს ინიცირებას tRNA- მეთიონინი. მას იქ უერთდება tRNA– ამინომჟავის სპეციფიკური კომბინაცია, რომელიც განისაზღვრება mRNA– ს თანმიმდევრობით აზოტოვანი ფუძეები. ეს კომპლექსი დიდ რიბოსომულ ქვედანაყოფს უკავშირდება.

მოგრძოობა: ამ ეტაპზე პოლიპეპტიდები იკრიბება. როდესაც ყოველი შემომავალი ამინომჟავა- tRNA კომპლექსი ამატებს ამინომჟავას სავალდებულო უბანზე, ეს გადადის რიბოსომის ახლომდებარე ადგილზე, მეორე სავალდებულო ადგილას, რომელიც ამინომჟავების მზარდ ჯაჭვს იკავებს (ანუ პოლიპეპტიდი). ამრიგად, შემოსული ამინომჟავები "გადაეცემა" რიბოზომზე ერთი ადგილიდან მეორეზე.

შეწყვეტა: როდესაც mRNA გაგზავნის ბოლოს, ეს მას სიგნალს აძლევს კონკრეტული ფუძის თანმიმდევრობით, რომ დროშები "შეჩერდება". ეს იწვევს "გამოყოფის ფაქტორების" დაგროვებას, რომლებიც ხელს უშლის ამინომჟავების დამატებით შეკავშირებას პოლიპეპტიდი. ამ რიბოსომულ ადგილზე ცილების სინთეზი ახლა დასრულებულია.