რა განსხვავებაა რიბოსომასა და რიბოსომულ დნმ-ს შორის?

ყველა ცოცხალი არსება მოითხოვს ცილებს სხვადასხვა ფუნქციების შესასრულებლად. უჯრედების შიგნით, მეცნიერები განსაზღვრავენ რიბოსომებს, როგორც ამ ცილების შემქმნელებს. რიბოსომული დნმ (rDNA)ამის საპირისპიროდ, წარმოადგენს ამ ცილების წინამორბედ გენეტიკურ კოდს და ასრულებს სხვა ფუნქციებსაც.

TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)

რიბოსომები ემსახურებიან როგორც ცილების ქარხნებს ორგანიზმების უჯრედებში. რიბოსომული დნმ (rDNA) ამ ცილების წინამორბედი კოდია და ემსახურება უჯრედში არსებულ სხვა მნიშვნელოვან ფუნქციებს.

შეიძლება განისაზღვროს რიბოსომები როგორც მოლეკულური ცილების ქარხნები. ყველაზე გამარტივებული, რიბოსომა არის ორგანელეს სახეობა, რომელიც გვხვდება ყველა ცოცხალი არსების უჯრედებში. რიბოსომებს ორივე თავისუფლად შეუძლიათ float– ში ციტოპლაზმა უჯრედის, ან შეიძლება ცხოვრობდეს ზედაპირზე ენდოპლაზმური ბადე (ER). ER- ის ამ ნაწილს უწოდებენ უხეშ ER- ს.

ცილები და ნუკლეინის მჟავები შეიცავს რიბოსომებს. ამათ უმეტესობა ბირთვიდან მოდის. რიბოსომები მზადდება ორი ქვედანაყოფისაგან, ერთი უფრო დიდია ვიდრე სხვა. უფრო მარტივი ცხოვრების ფორმებში, როგორიცაა ბაქტერიები და არქეაბაქტერიები, რიბოსომები და მათი ქვედანაყოფები უფრო მცირეა, ვიდრე ცხოვრების უფრო მოწინავე ფორმებში.

ამ უფრო მარტივ ორგანიზმებში რიბოსომები მოიხსენიება როგორც 70S რიბოსომები და მზადდება 50S ქვედანაყოფისა და 30S ქვედანაყოფისგან. "S" გულისხმობს ცენტრიფუგაში მოლეკულების დალექვის სიჩქარეს.

უფრო რთულ ორგანიზმებში, როგორიცაა ადამიანები, მცენარეები და სოკოები, რიბოსომები უფრო დიდია და მოიხსენიება, როგორც 80S რიბოსომები. ეს რიბოსომები შედგება, შესაბამისად, 60S და 40S ქვედანაყოფისაგან. მიტოქონდრია გააჩნიათ საკუთარი 70S რიბოსომა, რაც მიანიშნებს უძველეს შესაძლებლობაზე, რომ ევკარიოტებმა მიტოქონდრიები მოიხმარეს, როგორც ბაქტერიები, მაგრამ მათ შეინარჩუნეს სასარგებლო სიმბიოტებად.

რიბოსომები შეიძლება გაკეთდეს 80-მდე პროტეინისგან და მათი მასის დიდი ნაწილი მოდის რიბოსომული RNA (rRNA).

რიბოსომის მთავარი ფუნქცია ცილების შექმნაა. ეს ხდება უჯრედის ბირთვიდან მოცემული კოდის თარგმნით mRNA (მესინჯერი რიბონუკლეინის მჟავა). ამ კოდექსის გამოყენებით, რიბოსომი შეუერთდება ამინომჟავებს, რომლებიც მას მოუტანს tRNA (რიბონუკლეინის მჟავის გადაცემა).

საბოლოოდ ეს ახალი პოლიპეპტიდი გამოიყოფა ციტოპლაზმაში და შემდგომ შეიცვლება, როგორც ახალი, მოქმედი ცილა.

მართალია, რიბოსომების ზოგადად განსაზღვრა, როგორც ცილების ქარხნები, ეს გვეხმარება რეალურად გავიგოთ ცილების წარმოების ეტაპები. ეს ნაბიჯები უნდა გაკეთდეს ეფექტურად და სწორად, რომ არ მოხდეს ახალი ცილის დაზიანება.

ცილის წარმოების პირველი ეტაპი (aka თარგმანი) ეწოდება ინიცირება. სპეციალურ პროტეინებს მოჰყავთ mRNA რიბოსომის პატარა ქვედანაყოფში, სადაც იგი შედის ნაპრალის საშუალებით. შემდეგ tRNA მზადდება და სხვა ნაპრალის საშუალებით ხდება. ყველა ეს მოლეკულა ემატება რიბოსომის უფრო დიდ და პატარა ქვეერთეულებს, რაც ქმნის აქტიურ რიბოსომას. უფრო დიდი ქვედანაყოფი, პირველ რიგში, მუშაობს როგორც კატალიზატორი, ხოლო პატარა ქვედანაყოფი მუშაობს დეკოდერად.

მეორე ნაბიჯი, დრეკადობა, იწყება, როდესაც mRNA არის "წაკითხული". TRNA აწვდის ან ამინომჟავის, და ეს პროცესი მეორდება, ამინომჟავების ჯაჭვის გახანგრძლივება. ამინომჟავები მიიღება ციტოპლაზმიდან; მათ საკვები აწვდის.

შეწყვეტა წარმოადგენს ცილის წარმოების დასრულებას. რიბოსომა კითხულობს გაჩერების კოდონს, გენის თანმიმდევრობას, რომელიც ავალებს მას დაასრულოს ცილის აღნაგობა. ცილები, რომლებსაც გამოყოფის ფაქტორის ცილებს უწოდებენ, რიბოზომს ეხმარება ციტოპლაზმაში სრული ცილის გამოყოფაში. ახლად გამოთავისუფლებული ცილები შეიძლება დაიშალოს ან მოდიფიცირდეს თარგმანის შემდგომი მოდიფიკაცია.

რიბოსომებს შეუძლიათ დიდი სიჩქარით იმუშაონ ამინომჟავების შეერთებაში და ზოგჯერ შეუძლიათ 200 მათგანის შეერთება წუთში! უფრო დიდი ცილების შექმნას შეიძლება რამდენიმე საათი დასჭირდეს. ცილები რიბოსომები განაგრძობენ სიცოცხლისთვის აუცილებელ ფუნქციებს, ქმნიან კუნთებსა და სხვა ქსოვილებს. ძუძუმწოვრის უჯრედს შეიძლება შეიცავდეს 10 მილიარდი ცილის მოლეკულა და 10 მილიონი რიბოსომა! როდესაც რიბოსომები ასრულებენ მუშაობას, მათი ქვედანაყოფები იშლება და მათი გადამუშავება ან დაშლა ხდება.

მკვლევარები იყენებენ ცოდნას რიბოსომების შესახებ ახალი ანტიბიოტიკების და სხვა მედიკამენტების დასამზადებლად. მაგალითად, არსებობს ახალი ანტიბიოტიკები, რომლებიც ახდენენ 70S რიბოსომებზე მიზანმიმართულ შეტევას ბაქტერიების შიგნით. როგორც მეცნიერებმა უფრო მეტი გაიგეს რიბოსომების შესახებ, უეჭველია, ახალი მედიკამენტებისადმი მეტი მიდგომა გამოიკვეთა.

რიბოსომული დნმ, ან რიბოსომული დეოქსირიბონუკლეინის მჟავა (rDNA), არის დნმ, რომელიც აკოდირებს რიბოსომულ ცილებს, რომლებიც წარმოქმნიან რიბოსომებს. ეს rDNA შეადგენს ადამიანის დნმ-ის შედარებით მცირე ნაწილს, მაგრამ მისი როლი გადამწყვეტია რამდენიმე პროცესისთვის. ეუკარიოტებში აღმოჩენილი რნმ – ის უმეტესობა მოდის რიბოსომალურ რნმ – ზე, რომელიც გადაწერილია rDNA– დან.

ეს ტრანსკრიფცია rDNA ხდება უჯრედული ციკლის დროს. RDNA თავად მოდის ბირთვიდან, რომელიც მდებარეობს უჯრედის ბირთვის შიგნით.

RDNA– ს წარმოქმნის დონე უჯრედებში იცვლება სტრესისა და საკვები ნივთიერებების დონის მიხედვით. შიმშილის დროს, rDNA წვეთების ტრანსკრიფცია ხდება. როდესაც უამრავი რესურსია, rDNA– ს წარმოება იზრდება.

რიბოსომული დნმ პასუხისმგებელია უჯრედების მეტაბოლიზმის კონტროლზე, გენების გამოხატვაზე, სტრესზე რეაგირებაზე და დაბერებაზეც კი. საჭიროა არსებობდეს rDNA ტრანსკრიფციის სტაბილური დონე, რათა თავიდან იქნას აცილებული უჯრედების სიკვდილი ან სიმსივნის წარმოქმნა.

RDNA- ს საინტერესო მახასიათებელია მისი დიდი სერია განმეორებითი გენები. უფრო მეტია rDNA განმეორება, ვიდრე საჭიროა rRNA– სთვის. მიუხედავად იმისა, რომ ამის მიზეზი გაუგებარია, მკვლევარები ფიქრობენ, რომ ეს შეიძლება უკავშირდებოდეს ცილების სინთეზის სხვადასხვა სიჩქარის საჭიროებას, რადგან ეს განვითარების სხვადასხვა წერტილია.

ამ განმეორებით rDNA თანმიმდევრობამ შეიძლება გამოიწვიოს გენომის მთლიანობის საკითხები. მათი გადაწერა, გამრავლება და შეკეთება რთულია, რაც თავის მხრივ იწვევს მთლიან არასტაბილურობას, რამაც შეიძლება დაავადებები გამოიწვიოს. ყოველთვის, როდესაც rDNA ტრანსკრიფცია უფრო მაღალი ტემპით ხდება, იზრდება rDNA– ს შესვენების რისკი და სხვა შეცდომები. განმეორებადი დნმ-ის რეგულირება მნიშვნელოვანია ორგანიზმის ჯანმრთელობისთვის.

რიბოსომული დნმ (rDNA) საკითხები ადამიანთა რიგ დაავადებებშია ჩადებული, მათ შორის ნეიროდეგენერაციული დარღვევები და კიბო. როცა უფრო მეტია rDNA– ს არასტაბილურობა, პრობლემები ხდება. ეს განპირობებულია rDNA– ში აღმოჩენილი განმეორებითი თანმიმდევრობით, რომლებიც მგრძნობიარეა რეკომბინაციური მოვლენების მიმართ, რომლებიც წარმოქმნიან მუტაციებს.

ზოგიერთი დაავადება შეიძლება წარმოიშვას rDNA– ს არასტაბილურობის გაზრდის შედეგად (და რიბოსომის და ცილების ცუდი სინთეზი). მკვლევარებმა დაადგინეს, რომ კოკაინის სინდრომის, ბლუმის სინდრომის, ვერნერის სინდრომისა და ატაქსია-ტელანგიექტაზიის დაზარალებულთა უჯრედები შეიცავს მომატებულ rDNA არასტაბილურობას.

დნმ-ის განმეორებითი არასტაბილურობა ასევე ნაჩვენებია რიგ შემთხვევებში ნევროლოგიური დაავადებები როგორიცაა ჰანტინგტონის დაავადება, ALS (ამიოტროფიული გვერდითი სკლეროზი) და ფრონტოტემპორალური დემენცია. მეცნიერები ფიქრობენ, რომ rDNA– სთან დაკავშირებული ნეიროდეგენერაცია წარმოიქმნება მაღალი rDNA ტრანსკრიფციიდან, რომელიც იძლევა rDNA– ს დაზიანებას და rRNA– ს ცუდ ჩანაწერებს. რიბოსომის წარმოებასთან დაკავშირებულმა პრობლემებმა შეიძლება ასევე ითამაშოს გარკვეული როლი.

მთელი რიგი მყარი სიმსივნის კიბოები მოხდეს rDNA– ს გადაწყობა, რამდენიმე განმეორებითი თანმიმდევრობის ჩათვლით. RDNA ასლის რაოდენობა გავლენას ახდენს რიბოსომების წარმოქმნაზე და, შესაბამისად, როგორ ვითარდება მათი ცილები. რიბოსომების მიერ ცილების წარმოქმნა ხელს უწყობს რიბოსომული დნმ-ის განმეორებით მიმდევრობებსა და სიმსივნის განვითარებას შორის კავშირს.

იმედი ის რომანია კიბო შეიძლება გაკეთდეს თერაპიები, რომლებიც იყენებენ სიმსივნის დაუცველობას განმეორებადი rDNA– ს გამო.

მეცნიერებმა ცოტა ხნის წინ აღმოაჩინეს მტკიცებულებები, რომ rDNA ასევე თამაშობს როლს დაბერება. მკვლევარებმა დაადგინეს, რომ ცხოველების ასაკის მატებასთან ერთად, მათ rDNA განიცდის ეპიგენეტიკურ ცვლილებას, ე.წ. მეთილირება. მეთილის ჯგუფები არ ცვლის დნმ-ის მიმდევრობას, მაგრამ ისინი ცვლის გენების გამოხატვის ფორმას.

დაბერების კიდევ ერთი პოტენციური წარმოდგენა არის rDNA განმეორების შემცირება. საჭიროა მეტი გამოკვლევა rDNA და დაბერების როლის გასარკვევად.

მას შემდეგ, რაც მეცნიერებმა უფრო მეტი შეიტყვეს rDNA– ს შესახებ და როგორ შეიძლება ეს გავლენა მოახდინოს რიბოსომებსა და ცილების განვითარებაზე, ეს მაინც დიდი რჩება პირობა დადო, რომ ახალი მედიკამენტები არამარტო დაბერების, არამედ მავნე პირობების სამკურნალოდ მიიღება, როგორიცაა კიბო და ნევროლოგიური დარღვევები.