Jaki proces przeprowadzają rybosomy?

Rybosomy to struktury w komórkach, które mają jedną kluczową funkcję: tworzenie białek.

Same rybosomy składają się z około jednej trzeciej masy białka; pozostałe dwie trzecie to wyspecjalizowana forma kwasu rybonukleinowego (RNA) o nazwie rybosomalny RNAlub rRNA. (Wkrótce poznasz pozostałych dwóch głównych członków rodziny RNA, mRNA i tRNA.)

Rybosomy są jedną z czterech odrębnych jednostek, które znajdują się we wszystkich komórkach, bez względu na to, jak proste mogą być komórki. Pozostałe trzy to kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA), a Błona komórkowa i cytoplazma.

W najprostszych organizmach, zwanych prokariota, rybosomy unoszą się swobodnie w cytoplazmie; w bardziej złożonym eukarionty, znajdują się w cytoplazmie, ale także w kilku innych miejscach.

Jak wspomniano, prokariota – organizmy jednokomórkowe, które tworzą domeny Bakterie i Archea – posiadają cztery struktury wspólne dla wszystkich komórki.

To są:

• DNA: Ten kwas nukleinowy zawiera wszystkie Informacja genetyczna o swoim organizmie macierzystym, który jest przekazywany kolejnym pokoleniom. Jego „kod” jest również używany do tworzenia białek poprzez sekwencyjne procesy transkrypcji i translacji.
• Błona komórkowa: Ta podwójna błona plazmatyczna, składająca się z dwuwarstwy fosfolipidowej, jest membraną selektywnie przepuszczalną, umożliwiającą niektórym cząsteczkom niezakłócone przenikanie, jednocześnie blokując dostęp do innych. Zapewnia kształt i ochronę wszystkim komórkom.
• Cytoplazma: Cytoplazma, zwana również cytozolem, jest galaretowatą macierzą wody i białek, która służy jako substancja wnętrza komórki. Zachodzi tu szereg ważnych reakcji i to właśnie tam znajduje się większość rybosomów.
• Rybosomy: Znajdujące się w cytoplazmie wszystkich organizmów iw innych miejscach u eukariontów, są to białkowe „fabryki” komórek i składają się z dwóch podjednostek. Zawierają witryny, na których tłumaczenie wystąpi.

Eukarionty mają bardziej złożone komórki, zawierające organelle, które są otoczone przez ten sam rodzaj podwójnej błony plazmatycznej, która otacza komórkę jako całość (błonę komórkową). Niektóre z tych organelli, w szczególności retikulum endoplazmatyczne, gospodarzem wielu rybosomów. Chloroplasty roślin ma je, podobnie jak mitochondria wszystkich eukariontów.

Retikulum endoplazmatyczne (ER) jest jak „autostrada” między jądrem komórki a cytoplazmą, a nawet samą błoną komórkową. Przenosi produkty białkowe, dlatego korzystne jest, aby rybosomy, które wytwarzają te białka, sąsiadowały z ER.

Gdy rybosomy są związane z ER, wynik nazywa się szorstki ER (RER). ER nietknięty przez rybosomy nazywa się gładka ER (SER).

Tłumaczenie jest ostatnim krokiem w procesie komórki wykonującej instrukcje genetyczne. W pewnym sensie zaczyna się od tworzenia DNA posłańca RNA (mRNA) w procesie zwanym transkrypcja. mRNA jest rodzajem „odbicia lustrzanego” DNA, z którego zostało skopiowane, ale zawiera te same informacje. mRNA następnie przyłącza się do rybosomów.

mRNA jest połączone na rybosomie przez specyficzne cząsteczki transfer RNA (tRNA), które wiążą się z jednym i tylko jednym z 20 aminokwasów występujących w przyrodzie. Który aminokwas pozostałości są wprowadzane do serwisu – czyli jakie tRNA przybywa – jest określana przez sekwencję zasad nukleotydowych na nici mRNA.

mRNA zawiera cztery zasady (A, C, G i U), a informacja o danym aminokwasie zawarta jest w trzech kolejnych zasadach, zwanych a kodon trypletowy (lub czasami po prostu kodon), takich jak ACG, CCU itp. Oznacza to, że jest 4³lub 64 różne kodony. Jest to więcej niż wystarczające do zakodowania 20 aminokwasów i dlatego niektóre aminokwasy są kodowane przez więcej niż jeden kodon (redundancja).

Aminokwasy są budulcem białek. Gdzie białka składają się z polimerów aminokwasów, zwanych również polipeptydy, aminokwasy są monomerami tych łańcuchów.

(Rozróżnienie między polipeptydem a białkiem jest w dużej mierze arbitralne.)

Aminokwasy zawierają centralny atom węgla połączony z czterema różnymi składnikami: atomem wodoru (H), grupą aminową (NH₂), grupa kwasu karboksylowego (COOH) i łańcuch boczny R, który nadaje każdemu aminokwasowi unikalną formułę i charakterystyczne właściwości chemiczne. Niektóre z łańcuchów bocznych mają powinowactwo do wody i innych elektrycznie polarnych cząsteczek, podczas gdy łańcuchy boczne innych aminokwasów zachowują się w odwrotny sposób.

Synteza białek, czyli po prostu dodawanie aminokwasów koniec do końca, polega na połączeniu grupy aminowej jednego aminokwasu z grupą karboksylową następnego. Nazywa się to wiązanie peptydowei powoduje utratę cząsteczki wody.

Można powiedzieć, że rybosomy składają się z rybonukleoproteina, ponieważ, jak opisano powyżej, składają się one z nierównej mieszanki rRNA i białek. Składają się z dwóch podjednostek, które są klasyfikowane pod względem zachowania sedymentacyjnego: duża, podjednostka 50S i mały, podjednostka 30S. ("S" oznacza tutaj jednostki Svedberg.)

Duża podjednostka zawiera 34 różne białka, a także dwa rodzaje rRNA, rodzaj 23S i rodzaj 5S. Mała podjednostka zawiera 21 różnych białek i rodzaj rRNA, który rejestruje się w 16S. Tylko jedno białko jest wspólne dla obu podjednostek.

Elementy składowe podjednostek są same w sobie wykonane w jąderko wewnątrz jąder prokariontów. Następnie są transportowane przez por w otoczce jądrowej do cytoplazmy.

Rybosomy nie istnieją w swojej w pełni złożonej formie, dopóki nie zostaną wezwane do wykonania swojej pracy. Oznacza to, że pododdziały spędzają cały swój „czas wolny” samotnie. Tak więc, kiedy translacja rozpoczyna się w określonej części danej komórki, znajdujące się w pobliżu podjednostki rybosomów zaczynają się ponownie poznawać.

Wiele funkcji większej podjednostki dotyczy relates katalizalub przyspieszenie reakcji chemicznych. Jest to zwykle domena białek zwanych enzymy, ale inne biomolekuły czasami działają również jako katalizatory, a części dużej podjednostki rybosomalnej są przykładem. To sprawia, że ​​element funkcjonalny rybozym.

W przeciwieństwie do tego mała podjednostka wydaje się mieć więcej funkcji dekodera, przenosząc tłumaczenie od samego początku etapy, blokując odpowiednią dużą podjednostkę we właściwym miejscu we właściwym czasie, niosąc do siebie to, czego potrzebuje para scena.

Tłumaczenie ma trzy główne fazy: Inicjacja, wydłużenie i zakończenie. Podsumowując każdą z tych części transkrypcji w skrócie:

Inicjacja: Na tym etapie nadchodzące mRNA wiąże się z miejscem na małej podjednostce rybosomu. Określony kodon mRNA wyzwala inicjację przez tRNA-metionina. Jest tam połączona specyficzna kombinacja tRNA-aminokwas określona przez sekwencję mRNA zasady azotowe. Ten kompleks łączy się z dużą podjednostką rybosomalną.

Wydłużenie: Na tym etapie składa się polipeptydy. Kiedy każdy przychodzący kompleks aminokwas-tRNA dodaje swój aminokwas do miejsca wiązania, jest to przenoszone do pobliskie miejsce na rybosomie, drugim miejscu wiązania, które zawiera rosnący łańcuch aminokwasów (tj. polipeptyd). W ten sposób przychodzące aminokwasy są „przekazywane” z jednego miejsca na drugie na rybosomie.

Zakończenie: Gdy mRNA znajduje się na końcu swojej wiadomości, sygnalizuje to konkretną sekwencją zasad, która oznacza „stop”. Powoduje to akumulację „czynników uwalniania”, które uniemożliwiają wiązanie kolejnych aminokwasów z polipeptyd. Synteza białek w tej lokalizacji rybosomalnej jest teraz zakończona.