Hvilken rolle spiller ribosomet i oversettelse?

Ribosomer er svært forskjellige proteinstrukturer som finnes i alle celler. I prokaryote organismer, som inkluderer Bakterie og Archaea domener, "flyter" ribosomer gratis i cytoplasmaet i celler. I Eukaryota domene, finnes ribosomer også frie i cytoplasma, men mange andre er festet til noen av organellene i disse eukaryote cellene, som utgjør dyre-, plante- og soppverdenen.

Du kan se at noen kilder refererer til ribosomer som organeller, mens andre hevder at mangelen på en omgivende membran og deres eksistens i prokaryoter diskvalifiserer dem fra denne statusen. Denne diskusjonen antar at ribosomer faktisk skiller seg fra organeller.

Ribosomers funksjon er å produsere proteiner. De gjør dette i en prosess kjent som oversettelse, som innebærer å ta instruksjoner kodet i messenger ribonukleinsyre (mRNA) og bruke disse til å samle proteiner fra aminosyrer.

Prokaryote celler er den enkleste av celler, og en enkelt celle står nesten alltid for hele organismen er denne klassen av levende ting, som spenner over de taksonomiske klassifiseringsdomenene

Les mer om definisjonen, strukturen og funksjonen til prokaryoter.

Siden prokaryoter har lavere metabolske behov enn mer komplekse organismer, har de en relativt lav tetthet på ribosomer i sitt, da de ikke trenger å delta i oversettelsen av så mange forskjellige proteiner som mer forseggjorte celler gjør.

Eukaryote celler, funnet i planter, dyr og sopp som utgjør domenet Eukaryota, er langt mer komplekse enn deres prokaryote kolleger. I tillegg til de fire essensielle cellekomponentene som er oppført ovenfor, har disse cellene en kjerne og en rekke andre membranbundne strukturer som kalles organeller. En av disse organellene, det endoplasmatiske retikulum, har et intimt forhold til ribosomer, som du vil se.

For at oversettelse skal skje, må det være en mRNA-streng å oversette. mRNA kan i sin tur bare være tilstede hvis transkripsjon har funnet sted.

Transkripsjon er prosessen der nukleotidbasesekvensen til en organisms DNA koder for gener, eller lengder av DNA som tilsvarer et spesifikt proteinprodukt, i det relaterte molekylet RNA. Nukleotider i DNA har forkortelsene A, C, G og T, mens RNA inkluderer de tre første av disse, men erstatningene U for T.

Når DNA-dobbeltstrengen avvikles i to tråder, kan transkripsjon forekomme langs en av dem. Dette gjøres på en forutsigbar måte, ettersom A i DNA transkriberes til U i mRNA, C til G, G til C og T til A. MRNA forlater deretter DNA (og i eukaryoter, kjernen; i prokaryoter sitter DNA i cytoplasmaet i et enkelt, lite, ringformet kromosom) og beveger seg gjennom cytoplasmaet til det møter et ribosom, der oversettelsen begynner.

Hensikten med ribosomer er å tjene som oversettelsessteder. Før de kan hjelpe til med å koordinere denne oppgaven, må de selv settes sammen, fordi ribosomer bare eksisterer i sin funksjonelle form når de aktivt fungerer som proteinprodusenter. Under hvile omstendigheter brytes ribosomer opp i en par underenheter, en stor og en liten.

Noen pattedyrceller har så mange som 10 millioner forskjellige ribosomer. I eukaryoter er noen av disse funnet knyttet til endoplasmatisk retikulum (ER), noe som resulterer i det som kalles grovt endoplasmatisk retikulum (RER). I tillegg kan ribosomer finnes i mitokondriene til eukaryoter og i kloroplaster av planteceller.

Noen ribosomer kan feste aminosyrer, de repeterende enhetene av proteiner, til hverandre med en hastighet på 200 per minutt, eller over tre per sekund. De har flere bindingssteder på grunn av flere molekyler som deltar i oversettelse, inkludert overføre RNA (tRNA), mRNA, aminosyrer og den voksende polypeptidkjeden som aminosyrene blir bundet til.

Ribosomer er generelt beskrevet som proteiner. Omtrent to tredjedeler av massen av ribosomer består imidlertid av en slags RNA kalt, passende nok, ribosomalt RNA (rRNA). De er ikke omgitt av en dobbel plasmamembran, det samme er organeller og cellen som helhet. De har imidlertid en egen membran.

Størrelsen på ribosomale underenheter måles ikke strengt i masse, men i en mengde som kalles Svedberg (S) -enheten. Disse beskriver sedimentasjonsegenskapene til underenhetene. Ribosomer har en 30S underenhet og en 50S underenhet. Den største av de to fungerer hovedsakelig som en katalysator under oversettelse, mens den mindre fungerer hovedsakelig som en dekoder.

Det er omtrent 80 forskjellige proteiner i ribosomene til eukaryoter, hvorav 50 eller flere er unike for ribosomer. Som nevnt utgjør disse proteinene omtrent en tredjedel av den totale massen av ribosomer. De produseres i kjernen inne i kjernen og deretter eksporteres til cytoplasmaet.

Les mer om definisjonen, strukturen og funksjonen til ribosomer.

Proteiner er lange kjeder av aminosyrer, som det er 20 forskjellige varianter. Aminosyrer er koblet sammen for å danne disse kjedene ved interaksjoner kjent som peptidbindinger.

Alle aminosyrer inneholder tre regioner: en aminogruppe, en karboksylsyregruppe og en sidekjede, vanligvis betegnet "R-kjeden" på språket til biokjemikere. Aminogruppen og karboksylsyregruppen er uforanderlige; det er således naturen til R-kjeden som bestemmer den unike strukturen og oppførselen til aminosyren.

Noen aminosyrer er hydrofile på grunn av sidekjedene, noe som betyr at de "søker" vann; andre er hydrofob og motstå interaksjoner med polariserte molekyler. Dette har en tendens til å diktere hvordan aminosyrene i et protein vil samles i et tredimensjonalt rom når den er polypeptidkjede blir lang nok til at interaksjoner mellom ikke-nærliggende aminosyrer kan bli en utgave.

Innkommende mRNA binder seg til ribosomer for å starte prosessen med oversettelse. I eukaryoter koder en enkelt streng av mRNA for bare ett protein, mens i prokaryoter kan en mRNA-streng inkludere flere gener og derfor kode for flere proteinprodukter. I løpet av innledningsfase, er metionin alltid aminosyren som først ble kodet for, vanligvis av basesekvensen AUG. Hver aminosyre er faktisk kodet for av en spesifikk trebasesekvens på mRNA (og noen ganger koder mer enn en sekvens for den samme aminosyren).

Denne prosessen er aktivert av et "docking" -sted på den lille ribosomale underenheten. Her binder både et metionyl-tRNA (det spesialiserte RNA-molekylet som transporterer metionin) og mRNA til ribosomet, som kommer nærmere hverandre og la mRNA lede de rette tRNA-molekylene (det er 20, en for hver aminosyre) til ankomme. Dette er "A" -siden. På et annet punkt ligger "P" -stedet, der den voksende polypeptidkjeden forblir bundet til ribosomet.

Etter hvert som oversettelsen utvikler seg utover innledningen med metionin, slik hver nye innkommende aminosyre er innkalt til "A" -stedet av mRNA-kodonet, blir det snart flyttet over til polypeptidkjeden ved "P" nettstedet (forlengelsesfase). Dette gjør at neste tre-nukleotidkodon i mRNA-sekvensen kan kalle det neste tRNA-aminosyrekomplekset som trengs, og så videre. Til slutt fullføres proteinet og frigjøres fra ribosomet (avslutningsfase).

Terminering initieres av stoppkodoner (UAA, UAG eller UGA) som ikke har tilsvarende tRNAer, men i stedet signalfrigjøringsfaktorer for å få slutt på proteinsyntese. Polypeptidet sendes av, og de to ribosomale underenhetene skilles.