Ribosomos yra ląstelių struktūros, turinčios vieną kritinę funkciją: gaminti baltymus.
Pačios ribosomos sudaro maždaug trečdalis baltymų pagal masę; kiti du trečdaliai susideda iš specializuotos ribonukleino rūgšties (RNR) formos, vadinamos ribosominė RNRarba rRNR. (Netrukus susitiksite su kitais dviem pagrindiniais RNR šeimos nariais - mRNR ir tRNR.)
Ribosomos yra viena iš keturių skirtingų esybių, esančių visose ląstelėse, kad ir kokios paprastos ląstelės būtų. Kiti trys yra dezoksiribonukleino rūgštis (DNR), a ląstelės membrana ir citoplazma.
Paprasčiausiuose organizmuose, vadinamas prokariotai, ribosomos laisvai plaukioja citoplazmoje; sudėtingesnėje eukariotai, jie randami citoplazmoje, bet ir kitose vietose.
Ląstelės dalys
Kaip pažymėta, prokariotai - vienaląsčiai organizmai, sudarantys bakterijų ir archėjų domenus, turi keturias visiems bendras struktūras ląstelių.
Šitie yra:
- DNR: Ši nukleorūgštis turi visus genetinė informacija apie jo pirminį organizmą, kuris perduodamas kitoms kartoms. Jo „kodas“ taip pat naudojamas baltymams gaminti per nuoseklius transkripcijos ir transliacijos procesus.
- Ląstelių membrana: Ši dviguba plazmos membrana, susidedanti iš dvigubo fosfolipidinio sluoksnio, yra selektyviai pralaidi membrana, leidžianti kai kurioms molekulėms netrukdomai prasiskverbti, o kitiems nepatekti. Tai suteikia formą ir apsaugą visoms ląstelėms.
- Citoplazma: Citoplazma, dar vadinama citozoliu, yra želatina vandens ir baltymų matrica, tarnaujanti kaip ląstelės vidaus medžiaga. Čia įvyksta daugybė svarbių reakcijų, ir būtent čia randama daugiausia ribosomų.
- Ribosomos: Tai yra visų organizmų citoplazmoje ir kitur eukariotuose, tai yra ląstelių baltymų „fabrikai“ ir susideda iš dviejų subvienetų. Jose yra vietos, kur vertimas atsiranda.
Eukariotai turi sudėtingesnių ląstelių, kuriose yra organelės, kuriuos supa ta pati dviguba plazmos membrana, kuri supa visą ląstelę (ląstelės membraną). Kai kurie iš šių organelių, ypač endoplazminis Tinklelis, priima labai daug ribosomų. Chloroplastai augalų turi juos, kaip ir mitochondrijos visų eukariotų.
Endoplazminis tinklas (ER) yra tarsi „greitkelis“ tarp ląstelės branduolio ir citoplazmos ir net pačios ląstelės membranos. Jis perneša baltymų produktus aplink, todėl ribosomoms, kurios gamina tuos baltymus, yra pravartu būti su ER kaimynais.
Kai matomos ribosomos, susietos su ER, rezultatas vadinamas šiurkštus ER (RER). Vadinama ribosomų nepaliesta ER sklandus ER (SER).
Vertimas apibrėžtas
Vertimas yra paskutinis ląstelės, atliekančios genetines instrukcijas, proceso etapas. Tam tikra prasme jis prasideda nuo DNR gamybos pasiuntinio RNR (mRNR) procese, vadinamame transkripcija. MRNR yra tam tikras „veidrodinis vaizdas“ iš DNR, iš kurio ji buvo nukopijuota, tačiau joje yra ta pati informacija. Tada MRNR prisijungia prie ribosomų.
MRNRR ribosomoje sujungtos specifinėmis molekulėmis pernešti RNR (tRNR), kurie jungiasi prie vienos ir tik vienos iš 20 gamtoje randamų aminorūgščių. Kuris amino rūgštis likučiai atvežami į vietą - tai yra kuri tRNR atvyksta - nustatoma pagal nukleotidų bazės seką ant iRNR grandinės.
iRNR yra keturios bazės (A, C, G ir U), o tam tikros aminorūgšties informacija yra trijose iš eilės einančiose bazėse, vadinamose tripleto kodonas (arba kartais tiesiog kodonas), pvz., ACG, CCU ir kt. Tai reiškia, kad yra 43arba 64 skirtingi kodonai. Tai yra daugiau nei pakankamai, kad būtų galima koduoti 20 aminorūgščių, todėl kai kurias aminorūgštis koduoja daugiau nei vienas kodonas (nereikalingumas).
Aminorūgštys ir baltymai
Aminorūgštys yra baltymų statybinė medžiaga. Kai baltymai susideda iš aminorūgščių polimerų, dar vadinamų polipeptidai, aminorūgštys yra šių grandinių monomerai.
(Skirtumas tarp polipeptido ir baltymo iš esmės yra savavališkas.)
Aminorūgštys apima centrinį anglies atomą, sujungtą su keturiais skirtingais komponentais: vandenilio atomu (H), amino grupe (NH2), karboksirūgšties grupė (COOH) ir R pusės grandinė, suteikianti kiekvienai aminorūgščiai unikalią formulę ir išskirtines chemines savybes. Kai kurios šoninės grandinės turi afinitetą vandeniui ir kitoms elektriškai poliarinėms molekulėms, o kitų aminorūgščių šoninės grandinės elgiasi priešingai.
Baltymų sintezė, kuri yra tiesiog aminorūgščių pridėjimas iki galo, apima vienos aminorūgšties amino grupės susiejimą su kitos karboksilo grupe. Tai vadinama a peptidinis ryšysir dėl to prarandama vandens molekulė.
Ribosomos kompozicija
Galima sakyti, kad ribosomos susideda iš ribonukleoproteinas, nes, kaip aprašyta aukščiau, jie surenkami iš nevienodo rRNR ir baltymų mišinio. Jie susideda iš dviejų subvienetų, kurie yra klasifikuojami pagal jų nusėdimą: didelis, 50S subvienetas ir mažas, 30S subvienetas. („S“ čia reiškia Svedbergo vienetus.)
Dideliame subvienete yra 34 skirtingi baltymai, kartu su dviejų tipų rRNR, 23S rūšies ir 5S rūšies. Mažasis subvienetas turi 21 skirtingą baltymą ir rRNR tipą, kuris tikrinamas esant 16S. Tik vienas baltymas yra bendras abiem subvienetams.
Subvienetų komponentai patys yra pagaminti branduolys prokariotų branduolių viduje. Tada jie per branduolio apvalkalo porą pernešami į citoplazmą.
Ribosomos funkcija
Ribosomos neegzistuoja visiškai sukomplektuotos formos, kol jos nėra raginamos atlikti savo darbų. Tai yra, subvienetai praleidžia visą savo „laisvalaikį“ vieni. Taigi kai vertimas vyksta tam tikroje tam tikros ląstelės dalyje, šalia esantys ribosomų subvienetai vėl pradeda susipažinti.
Didžioji dalis didesnio subvieneto funkcijos yra susijusi su katalizėarba cheminių reakcijų spartinimas. Paprastai tai yra baltymų, vadinamų, kompetencija fermentai, bet kartais kitos biomolekulės taip pat veikia kaip katalizatoriai, o pavyzdys yra didžiojo ribosomų subvieneto dalys. Tai padaro funkcinį komponentą a ribozimas.
Mažas subvienetas, priešingai, atrodo, kad turi daugiau dekoderio funkciją, todėl vertimas prasilenkia su pačia pradžia etapai, tinkamu laiku užfiksuodami reikiamą didįjį subvienetą tinkamoje vietoje, nešdami tai, ko reikia porai scena.
Vertimo žingsniai
Vertimą sudaro trys pagrindiniai etapai: Iniciacija, pailgėjimas ir nutraukimas. Trumpai apibendrinant kiekvieną iš šių transkripcijos dalių:
Inicijavimas: Šiame etape gaunama mRNR prisijungia prie dėmės ant mažojo ribosomos subvieneto. Specifinis mRNR kodonas sukelia inicijavimą tRNR-metioninas. Jį sujungia specifinis tRNR-amino rūgščių derinys, nustatomas pagal azoto bazės. Šis kompleksas jungiasi su dideliu ribosomų subvienetu.
Pailgėjimas: Šiame etape surenkami polipeptidai. Kai kiekvienas įeinantis aminorūgščių-tRNR kompleksas prideda savo aminorūgštį prie prisijungimo vietos, ji perkeliama į a netoliese esanti vieta ant ribosomos, antroji jungimosi vieta, sulaikanti augančią aminorūgščių grandinę (t. y polipeptidas). Taigi gaunamos aminorūgštys „perduodamos“ iš vienos ribosomos vietos į kitą.
Nutraukimas: Kai mRNR yra pranešimo pabaigoje, ji tai signalizuoja tam tikra bazine seka, kuri pažymi „sustoti“. Dėl to kaupiasi „išsiskyrimo faktoriai“, neleidžiantys prisijungti daugiau amino rūgščių polipeptidas. Baltymų sintezė šioje ribosomų vietoje dabar baigta.