Ce proces desfășoară ribozomii?

Ribozomii sunt structuri din interiorul celulelor cu o singură funcție critică: de a produce proteine.

Ribozomii în sine constau în aproximativ o treime din proteine ​​în masă; celelalte două treimi constau într-o formă specializată de acid ribonucleic (ARN) numită ARN ribozomalsau ARNr. (În curând, îi veți întâlni pe ceilalți doi membri majori ai familiei ARN, ARNm și ARNt.)

Ribozomii sunt una dintre cele patru entități distincte care se găsesc în toate celulele, oricât de simple ar fi celulele. Celelalte trei sunt acidul dezoxiribonucleic (ADN), a membrana celulara și citoplasma.

În cele mai simple organisme, numite procariote, ribozomii plutesc liberi în citoplasmă; în cele mai complexe eucariote, se găsesc în citoplasmă, dar și într-o stropire de alte locuri.

După cum sa menționat, procariote - organismele unicelulare care alcătuiesc domeniile Bacteria și Archaea - posedă cele patru structuri comune tuturor celule.

Acestea sunt:

• ADN: Acest acid nucleic deține toate informații genetice
  despre organismul său părinte, care este transmis generațiilor următoare. „Codul” său este, de asemenea, utilizat pentru a produce proteine ​​prin procesele secvențiale de transcripție și traducere.
• O membrană celulară: Această membrană plasmatică dublă, alcătuită dintr-o bistrată fosfolipidică, este o membrană permeabilă selectiv, permițând unor molecule să treacă fără obstacole în timp ce restricționează intrarea în altele. Oferă formă și protecție tuturor celulelor.
• Citoplasma: Numit și citosol, citoplasma este o matrice gelatinoasă de apă și proteine ​​care servește ca substanță a interiorului celulei. Aici au loc o serie de reacții importante și aici se găsesc majoritatea ribozomilor.
• Ribozomi: Găsite în citoplasma tuturor organismelor și în alte părți ale eucariotelor, acestea sunt „fabricile” de proteine ​​ale celulelor și constau din două subunități. Acestea conțin site-urile unde traducere apare.

Eucariote au celule mai complexe, care conțin organite, care sunt înconjurate de același tip de membrană plasmatică dublă care înconjoară celula ca întreg (membrana celulară). Unele dintre aceste organite, în special cele reticul endoplasmatic, găzduiesc o mulțime de ribozomi. Cloroplastele de plante le au, la fel ca mitocondriile dintre toate eucariotele.

Reticulul endoplasmatic (ER) este ca o „autostradă” între nucleul celulei și citoplasma și chiar membrana celulară în sine. El transportă produsele proteice în jur, motiv pentru care este avantajos ca ribozomii, care fac aceste proteine, să fie vecini cu ER.

Când ribozomii sunt văzuți legați de ER, rezultatul se numește ER dur (RER). Se numește ER neatins de ribozomi ER netedă (SER).

Traducere este ultimul pas în procesul celulei de a efectua instrucțiuni genetice. Începe, într-un anumit sens, cu realizarea ADN-ului ARN mesager (ARNm) într-un proces numit transcriere. ARNm este un fel de „imagine oglindă” a ADN-ului din care a fost copiat, dar conține aceleași informații. ARNm se atașează apoi de ribozomi.

ARNm este unit pe ribozom de molecule specifice de transfer de ARN (ARNt) care se leagă de unul și numai unul dintre cei 20 de aminoacizi găsiți în natură. Care amino acid reziduul este adus pe site - adică care ARNt ajunge - este determinat de secvența de bază nucleotidică pe catena de ARNm.

ARNm conține patru baze (A, C, G și U), iar informațiile pentru un anumit aminoacid sunt conținute în trei baze consecutive, numite a codon triplet (sau uneori doar codon), cum ar fi ACG, CCU etc. Aceasta înseamnă că sunt 4³sau 64 de codoni diferiți. Acest lucru este mai mult decât suficient pentru a codifica 20 de aminoacizi și de aceea unii aminoacizi sunt codificați de mai mult de un codon (redundanță).

Aminoacizii sunt elementele constitutive ale proteinelor. În cazul în care proteinele constau din polimeri de aminoacizi, numiți și polipeptide, aminoacizii sunt monomerii acestor lanțuri.

(Distincția dintre o polipeptidă și o proteină este în mare măsură arbitrară.)

Aminoacizii includ un atom central de carbon unit cu patru componente distincte: un atom de hidrogen (H), o grupare amino (NH₂), o grupare a acidului carboxilic (COOH) și un lanț lateral R care conferă fiecărui aminoacid formula sa unică și proprietăți chimice distinctive. Unele dintre lanțurile laterale au o afinitate pentru apă și alte molecule electrice polare, în timp ce lanțurile laterale ale altor aminoacizi se comportă într-un mod opus.

Sinteza proteinelor, care este pur și simplu adăugarea de aminoacizi cap la cap, implică legătura grupării amino a unui aminoacid cu grupa carboxil a următorului. Aceasta se numește a legătura peptidică, și are ca rezultat pierderea unei molecule de apă.

Se poate spune că ribozomii constau din ribonucleoproteină, deoarece, așa cum este descris mai sus, acestea sunt asamblate dintr-un amestec inegal de ARNr și proteine. Acestea constau din două subunități care sunt clasificate în funcție de comportamentul lor de sedimentare: o mare, Subunitate 50S și un mic, Subunitate 30S. („S” aici reprezintă unitățile Svedberg.)

Subunitatea mare conține 34 de proteine ​​diferite, împreună cu două tipuri de ARNr, un tip 23S și un tip 5S. Subunitatea mică conține 21 de proteine ​​diferite și un tip de ARNr care se verifică la 16S. O singură proteină este comună ambelor subunități.

Componentele subunităților sunt ele însele făcute în nucleol în interiorul nucleelor ​​procariotelor. Apoi sunt transportați printr-un por din învelișul nuclear la citoplasmă.

Ribozomii nu există în forma lor complet asamblată până când nu sunt chemați să-și facă treaba. Adică, subunitățile își petrec singur „timpul liber”. Deci, atunci când traducerea începe într-o anumită parte a unei celule date, subunitățile ribozomilor din vecinătate încep să se cunoască din nou.

O mare parte din funcția subunității mai mari se referă la catalizăsau accelerarea reacțiilor chimice. Acesta este în mod normal domeniul de aplicare al proteinelor numit enzime, dar alte biomolecule acționează ocazional și ca catalizatori, iar porțiuni ale subunității ribozomale mari sunt un exemplu. Acest lucru face ca componenta funcțională să fie ribozimă.

Subunitatea mică, în schimb, pare să aibă mai multă funcție de decodor, trecând traducerea chiar de la început etape prin blocarea pe subunitatea mare dreaptă la locul potrivit la momentul potrivit, transportând ceea ce are nevoie perechea la scenă.

Traducerea are trei faze principale: Inițiere, alungire și reziliere. Pentru a rezuma pe scurt fiecare dintre aceste părți ale transcrierii:

Iniţiere: În această etapă, ARNm de intrare se leagă de un punct de pe subunitatea mică a unui ribozom. Un codon mARN specific declanșează o inițiere de ARNt-metionină. Este alăturat acolo de o combinație specifică de ARNt-aminoacizi determinată de secvența ARNm a baze azotate. Acest complex se conectează la subunitatea mare ribozomală.

Elongaţie: În această etapă, polipeptidele sunt asamblate. Când fiecare complex aminoacid-ARNt de intrare își adaugă aminoacidul la locul de legare, acesta este transferat către un un loc din apropiere pe ribozom, un al doilea site de legare care deține lanțul în creștere de aminoacizi (adică polipeptidă). Astfel, aminoacizii primiți sunt „predați” dintr-un loc în altul de pe ribozom.

Reziliere: Când ARNm se află la sfârșitul mesajului său, acesta semnalizează acest lucru cu o anumită secvență de bază care semnalizează „stop”. Acest lucru provoacă acumularea de "factori de eliberare" care împiedică legarea oricăror aminoacizi la polipeptidă. Sinteza proteinelor în această locație ribozomală este acum completă.