Kādu lomu tulkojumā spēlē ribosoma?

Ribosomas ir ļoti dažādas olbaltumvielu struktūras, kas atrodamas visās šūnās. Prokariotu organismos, kas ietver Baktērijas un Arheja domēnos, ribosomas "brīvi peld" šūnu citoplazmā. Iekš Eukariota domēnā ribosomas citoplazmā ir atrodamas arī brīvas, taču daudzi citi ir piesaistīti dažām šo eikariotu šūnu organellām, kas veido dzīvnieku, augu un sēņu pasauli.

Jūs varat redzēt, ka daži avoti atsaucas uz ribosomām kā uz organellām, bet citi apgalvo, ka viņu apkārtējās membrānas trūkums un to esamība prokariotos diskvalificē viņus no šī statusa. Šajā diskusijā tiek pieņemts, ka ribosomas faktiski atšķiras no organoīdiem.

Ribosomu funkcija ir olbaltumvielu ražošana. Viņi to dara procesā, kas pazīstams kā tulkojums, kas ietver kurjera ribonukleīnskābē (mRNS) kodētu instrukciju uzņemšanu un to izmantošanu olbaltumvielu savākšanai no aminoskābes.

Prokariotu šūnas ir visvienkāršākās šūnas, un viena šūna praktiski vienmēr veido visu organismu, ir šī dzīvo būtņu klase, kas aptver taksonomiskās klasifikācijas jomas

Lasiet vairāk par prokariotu definīciju, struktūru un funkcijām.

Tā kā prokariotiem ir mazākas vielmaiņas vajadzības nekā sarežģītākiem organismiem, to blīvums ir relatīvi zems ribosomas to iekšpusē, jo tām nav jāpiedalās tik daudz dažādu olbaltumvielu tulkošanā, cik sarežģītākas šūnas to dara.

Eikariotu šūnas, atrodams augos, dzīvniekos un sēnēs, kas veido domēnu Eukariota, ir daudz sarežģītāki nekā viņu prokariotu kolēģi. Papildus iepriekš uzskaitītajām četrām būtiskām šūnu sastāvdaļām šīm šūnām ir kodols un virkne citu ar membrānu saistītu struktūru, ko sauc par organelliem. Vienam no šiem organoīdiem, endoplazmas retikulumam, ir intīmas attiecības ar ribosomām, kā redzēsiet.

Lai notiktu tulkošana, tulkošanai ir jābūt mRNS daļai. mRNS savukārt var būt tikai tad, ja ir notikusi transkripcija.

Transkripcija ir process, kurā organisma DNS nukleotīdu bāzes secība attiecīgās molekulas RNS kodē tā gēnus vai DNS garumus, kas atbilst noteiktam olbaltumvielu produktam. DNS nukleotīdiem ir saīsinājumi A, C, G un T, turpretī RNS ietver pirmos trīs no tiem, bet T. aizstāj T.

Kad DNS dubultā virkne atritinās divos pavedienos, gar vienu no tām var notikt transkripcija. Tas tiek darīts paredzamā veidā, jo A DNS DNS tiek pārrakstīts U mRNS, C - G, G - C un T - A. Pēc tam mRNS atstāj DNS (un eikariotos - kodolu; prokariotos DNS atrodas citoplazmā vienā, mazā, gredzenveida hromosomā) un pārvietojas pa citoplazmu, līdz sastopas ar ribosomu, kur sākas tulkošana.

Ribosomu mērķis ir kalpot kā tulkošanas vietas. Pirms viņi var palīdzēt koordinēt šo uzdevumu, tie paši ir jāsaliek, jo ribosomas funkcionālajā formā pastāv tikai tad, kad tās aktīvi darbojas kā olbaltumvielu ražotāji. Atpūtas apstākļos ribosomas sadalās a pāris apakšvienību, viena liela un viena maza.

Dažām zīdītāju šūnām ir pat 10 miljoni atšķirīgu ribosomu. Eikariotos daži no tiem ir piesaistīti endoplazmas retikulam (ER), kā rezultātā tiek saukts aptuvens endoplazmatiskais tīklojums (RER). Turklāt ribosomas var atrast eikariotu mitohondrijos un augu šūnu hloroplastos.

Dažas ribosomas var savienot aminoskābes, kas atkārtojas olbaltumvielu vienībās, ar ātrumu 200 minūtē vai vairāk nekā trīs sekundē. Viņiem ir vairākas saistīšanās vietas, jo ir vairākas molekulas, kas piedalās tulkošanā, ieskaitot pārnest RNS (tRNS), mRNS, aminoskābes un augošā polipeptīdu ķēde, kurai aminoskābes ir piesaistītas.

Ribosomas parasti raksturo kā olbaltumvielas. Apmēram divas trešdaļas ribosomu masas tomēr veido sava veida RNS, ko pietiekami precīzi sauc par ribosomu RNS (rRNS). Viņus neaptver dubultā plazmas membrāna, tāpat kā organoīdi un šūna kopumā. Viņiem tomēr ir sava membrāna.

Ribosomālo apakšvienību lielumu mēra nevis stingri pēc masas, bet daudzumā, ko sauc par Svedbergas (S) vienību. Tie apraksta apakšvienību sedimentācijas īpašības. Ribosomām ir 30S apakšvienība un 50S apakšvienība. Lielākā no abām funkcijām galvenokārt ir katalizators tulkošanas laikā, turpretī mazākā galvenokārt darbojas kā dekodētājs.

Eikariotu ribosomās ir apmēram 80 dažādi proteīni, no kuriem 50 vai vairāk ir raksturīgi tikai ribosomām. Kā atzīmēts, šie proteīni veido apmēram vienu trešdaļu no kopējās ribosomu masas. Tos ražo kodola iekšpusē esošajā kodolā un pēc tam eksportē uz citoplazmu.

Lasiet vairāk par ribosomu definīciju, struktūru un funkciju.

Olbaltumvielas ir garas ķēdes aminoskābes, kuru ir 20 dažādas šķirnes. Aminoskābes ir savstarpēji saistītas, veidojot šīs ķēdes, mijiedarbojoties, kas pazīstama kā peptīdu saites.

Visas aminoskābes satur trīs reģionus: aminogrupu, karbonskābes grupu un sānu ķēdi, ko bioķīmiķu valodā parasti apzīmē kā "R-ķēdi". Aminogrupa un karbonskābes grupa ir nemainīgas; tādējādi R-ķēdes raksturs nosaka aminoskābes unikālo struktūru un uzvedību.

Dažas aminoskābes ir hidrofils viņu sānu ķēžu dēļ, kas nozīmē, ka viņi "meklē" ūdeni; citi ir hidrofobisks un pretoties mijiedarbībai ar polarizētām molekulām. Tas mēdz diktēt, kā olbaltumvielu aminoskābes tiks saliktas trīsdimensiju telpā pēc tam polipeptīdu ķēde kļūst pietiekami gara, lai mijiedarbība starp kaimiņos esošām aminoskābēm kļūtu par izdevums.

Ienākošā mRNS saistās ar ribosomām, lai sāktu tulkošanas procesu. Eikariotos viena mRNS virkne kodē tikai vienu olbaltumvielu, turpretī prokariotos mRNS virkne var ietvert vairākus gēnus un tāpēc kodēt vairākus olbaltumvielu produktus. Laikā uzsākšanas fāze, metionīns vienmēr ir vispirms kodētā aminoskābe, parasti ar bāzes secību AUG. Katru aminoskābi faktiski kodē specifiska trīs bāzu secība uz mRNS (un dažreiz vairāk nekā viena secība kodē to pašu aminoskābi).

Šo procesu iespējo "piestiprināšanas" vietne mazajā ribosomu apakšvienībā. Šeit gan metionil-tRNS (specializētā RNS molekula, kas transportē metionīnu), gan mRNS saistās ar ribosomu, nākot tuvāk viens otram un ļaujot mRNS novirzīt pareizās tRNS molekulas (katrai aminoskābei ir 20, pa vienai) ierasties. Šī ir vietne "A". Citā vietā atrodas "P" vieta, kur augošā polipeptīda ķēde paliek saistīta ar ribosomu.

Tā kā tulkošana norit pēc iniciācijas ar metionīnu, tāpat kā katra jaunā ienākošā aminoskābe ir mRNS kodons izsaucis uz "A" vietu, tas drīz tiek pārvietots uz polipeptīdu ķēdi pie "P" vietne (pagarinājuma fāze). Tas ļauj nākamajam trīs nukleotīdu kodonam mRNS secībā izsaukt nākamo nepieciešamo tRNS-aminoskābju kompleksu utt. Galu galā olbaltumvielas ir pabeigtas un izdalītas no ribosomas (pārtraukšanas fāze).

Pārtraukšanu ierosina stop kodoni (UAA, UAG vai UGA), kuriem nav atbilstošu tRNS, bet tā vietā signāla izdalīšanās faktori, lai izbeigtu olbaltumvielu sintēzi. Polipeptīds tiek izvadīts, un abas ribosomu apakšvienības atdalās.