Brīvo ribosomu nozīme

Viena no svarīgākajām dzīvo šūnu funkcijām ir organisma izdzīvošanai nepieciešamo olbaltumvielu ražošana. Olbaltumvielas piešķir organismam formu un struktūru un kā fermenti regulē bioloģisko aktivitāti. Lai ražotu olbaltumvielas, šūnai ir jāizlasa un jāinterpretē ģenētiskā informācija, kas glabājas tās dezoksiribonukleīnskābē vai DNS. Šūnu olbaltumvielu sintēzes vietas ir ribosomas, kas var būt brīvas vai saistītas. Brīvās ribosomas nozīme ir tā, ka tur sākas olbaltumvielu sintēze.

DNS ir gara molekulāra ķēde, kas sastāv no mainīgām cukura un fosfātu grupām. Viena no četrām iespējamām slāpekli saturošām nukleotīdu bāzēm - A, C, T un G - karājas pie katra cukura. Bāzu secība gar DNS virkni nosaka aminoskābju secību, kas veido olbaltumvielas. Ribonukleīnskābe jeb RNS pārnes DNS molekulas daļas - gēna - komplementāru kopiju uz ribosomām, kas ir sīkas granulas, kas sastāv no RNS un olbaltumvielām. RNS atgādina DNS, izņemot to, ka tā cukura grupās ir papildu skābekļa atoms, un tā aizstāj U nukleotīdu bāzi ar DNS T bāzi. Ribosomas rada olbaltumvielas saskaņā ar informāciju, kas saglabāta kurjera RNS vai mRNS.

Noteikumi par DNS transkribēšanu RNS nosaka atbilstību starp bāzēm uz gēna un bāzēm uz mRNS. Piemēram, gēna A bāze norāda U bāzi mRNS virknē. Līdzīgi gēna T, C un G bāzes mRNS norāda attiecīgi A, G un C bāzes. MRNS saturošā ģenētiskā informācija izpaužas kā nukleotīdu bāzes tripleti, ko sauc par kodoniem. Piemēram, DNS triplets TAA rada RNS tripletu UTT. Tāpēc DNS un RNS virknes satur komplementāru, tomēr unikālu informāciju, kas kodēta nukleotīdu bāzes secībā. Gandrīz katrs triplets kodē noteiktu aminoskābi, lai gan daži tripleti norāda gēna beigas. Vairāki dažādi trīskārši var kodēt vienu un to pašu aminoskābi.

Šūna ražo ribosomas tieši no ribosomu RNS vai rRNS, ko kodē specifiski DNS gēni. RRNS apvienojas ar olbaltumvielām, veidojot lielas un mazas apakšvienības. Abas apakšvienības pievienojas tikai olbaltumvielu sintēzes laikā. Prokariotu šūnā - tas ir, šūnā bez sakārtota kodola - ribosomu apakšvienības brīvi peld šūnas šķidrumā jeb citozolā. Eikariotos šūnas kodola fermenti veido ribosomu apakšvienības. Pēc tam kodols eksportē apakšvienības uz citozolu. Veidojot olbaltumvielas, dažas no ribosomām var īslaicīgi saistīties ar šūnu organellu, ko sauc par endoplazmas retikulumu vai ER, savukārt citas ribosomas paliek brīvas, sintezējot olbaltumvielas.

Brīvas ribosomas mazākā apakšvienība satver mRNS virkni, lai sāktu olbaltumvielu sintēzi. Tad lielākā apakšvienība iestiprinās un sāk tulkot katru mRNS kodonu. Tas nozīmē katra mRNS kodona pakļaušanu un novietošanu tā, lai fermenti varētu identificēt un piesaistīt aminoskābi, kas atbilst pašreizējam kodonam. Pārneses RNS vai tRNS molekula ar komplementāru anti-kodonu bloķējas lielākajā apakšvienībā, kuras izraudzītā aminoskābe ir pakaļējā. Pēc tam fermenti pārnes aminoskābi uz augošo olbaltumvielu ķēdi, izdzēš iztērēto tRNS atkārtotai izmantošanai un pakļauj nākamo mRNS kodonu. Pabeidzot, ribosoma atbrīvo jauno olbaltumvielu, un abas apakšvienības disociējas.