Ce rol joacă Ribozomul în traducere?

Ribozomi sunt structuri proteice foarte diverse care se găsesc în toate celulele. În organismele procariote, care includ Bacterii și Archaea domenii, ribozomii „plutesc” liberi în citoplasma celulelor. În Eukaryota în domeniu, ribozomii se găsesc de asemenea liberi în citoplasmă, dar mulți alții sunt atașați de unele organite ale acestor celule eucariote, care alcătuiesc lumea animală, vegetală și fungică.

Este posibil să vedeți că unele surse se referă la ribozomi ca organite, în timp ce altele afirmă că lipsa unei membrane înconjurătoare și existența lor în procariote îi descalifică din acest statut. Această discuție presupune că ribozomii sunt de fapt diferiți de organite.

Funcția ribozomilor este de a produce proteine. Acestea fac acest lucru într-un proces cunoscut sub numele de traducere, care implică luarea de instrucțiuni codificate în acid ribonucleic mesager (ARNm) și utilizarea acestora pentru a asambla proteinele din aminoacizi.

Celulele procariote

Citiți mai multe despre definiția, structura și funcția procariotelor.

Deoarece procariotele au nevoi metabolice mai scăzute decât organismele mai complexe, ele au o densitate relativ mică de ribozomi în lor, deoarece nu au nevoie să participe la traducerea a atâtea proteine ​​diferite cât mai elaborate celulele o fac.

Celulele eucariote, găsite în plantele, animalele și ciupercile care alcătuiesc domeniul Eukaryota, sunt mult mai complexe decât omologii lor procariote. În plus față de cele patru componente esențiale ale celulei enumerate mai sus, aceste celule au un nucleu și o serie de alte structuri legate de membrană numite organite. Una dintre aceste organite, reticulul endoplasmatic, are o relație intimă cu ribozomii, după cum veți vedea.

Pentru ca traducerea să aibă loc, trebuie să existe un fir de ARNm pentru a traduce. La rândul său, ARNm poate fi prezent doar dacă transcrierea a avut loc.

Transcriere este procesul prin care secvența de bază nucleotidică a ADN-ului unui organism codifică genele sale sau lungimile ADN corespunzătoare unui produs proteic specific, în molecula ARN aferentă. Nucleotidele din ADN au abrevierile A, C, G și T, în timp ce ARN include primele trei dintre acestea, dar înlocuiește U cu T.

Când catena dublă de ADN se desfășoară în două catene, transcripția poate avea loc de-a lungul uneia dintre ele. Acest lucru se face într-un mod previzibil, deoarece A din ADN este transcris în U în mARN, C în G, G în C și T în A. ARNm părăsește apoi ADN-ul (și în eucariote, nucleul; la procariote, ADN-ul se află în citoplasmă într-un singur cromozom mic, în formă de inel) și se deplasează prin citoplasmă până la întâlnirea cu un ribozom, de unde începe translația.

Scopul ribozomilor este de a servi drept site-uri de traducere. Înainte de a putea ajuta la coordonarea acestei sarcini, ei înșiși trebuie să fie uniți, deoarece ribozomii există doar în forma lor funcțională atunci când activează activ ca producători de proteine. În circumstanțe de odihnă, ribozomii se separă într-un pereche de subunități, una mare și una mică.

Unele celule de mamifere au până la 10 milioane de ribozomi diferiți. În eucariote, unele dintre acestea se găsesc atașate la reticulul endoplasmatic (ER), rezultând ceea ce se numește reticul endoplasmatic dur (RER). În plus, ribozomii pot fi găsiți în mitocondriile eucariotelor și în cloroplastele celulelor vegetale.

Unii ribozomi pot atașa aminoacizi, unitățile repetante ale proteinelor, unul la altul cu o viteză de 200 pe minut, sau peste trei pe secundă. Au mai multe site-uri de legare din cauza multiplelor molecule care participă la traducere, inclusiv transfer de ARN (ARNt), ARNm, aminoacizi și lanțul polipeptidic în creștere de care sunt atașați aminoacizii.

Ribozomii sunt descriși în general ca proteine. Cu toate acestea, aproximativ două treimi din masa ribozomilor constă într-un fel de ARN numit, suficient de adecvat, ARN ribozomal (ARNr). Nu sunt înconjurate de o membrană plasmatică dublă, la fel ca și organitele și celula în ansamblu. Cu toate acestea, au o membrană proprie.

Mărimea subunităților ribozomale se măsoară nu strict în masă, ci într-o cantitate numită unitate Svedberg (S). Acestea descriu proprietățile de sedimentare ale subunităților. Ribozomii au o subunitate 30S și o subunitate 50S. Cea mai mare dintre cele două funcții predominant ca catalizator în timpul traducerii, în timp ce cea mai mică funcționează mai ales ca decodor.

Există aproximativ 80 de proteine ​​diferite în ribozomi ai eucariotelor, dintre care 50 sau mai multe sunt unice ribozomilor. După cum sa menționat, aceste proteine ​​reprezintă aproximativ o treime din masa totală a ribozomilor. Acestea sunt fabricate în nucleol din interiorul nucleului și apoi exportate în citoplasmă.

Citiți mai multe despre definiția, structura și funcția ribozomilor.

Proteine sunt lanțuri lungi de aminoacizi, dintre care există 20 de soiuri diferite. Aminoacizii sunt legați împreună pentru a forma aceste lanțuri prin interacțiuni cunoscute sub numele de legături peptidice.

Toți aminoacizii conțin trei regiuni: o grupare amino, o grupă acid carboxilic și un lanț lateral, desemnat de obicei „lanțul R” în limbajul biochimiștilor. Gruparea amino și gruparea acidului carboxilic sunt invariante; prin urmare, natura lanțului R determină structura și comportamentul unic al aminoacidului.

Unii aminoacizi sunt hidrofil datorită lanțurilor lor laterale, adică „caută” apă; alții sunt hidrofob și rezistă interacțiunilor cu moleculele polarizate. Acest lucru tinde să dicteze modul în care aminoacizii dintr-o proteină vor fi asamblați în spațiul tridimensional odată ce lanțul polipeptidic devine suficient de lung pentru ca interacțiunile dintre aminoacizii non-vecini să devină un emisiune.

ARNm de intrare se leagă de ribozomi pentru a iniția procesul de traducere. În eucariote, o singură catenă de ARNm codifică doar o proteină, în timp ce în procariote, o catenă de ARNm poate include gene multiple și, prin urmare, codifică mai multe produse proteice. In timpul faza de inițiere, metionina este întotdeauna aminoacidul codificat pentru prima dată, de obicei de secvența de baze AUG. De fapt, fiecare aminoacid este codificat de o secvență specifică de trei baze pe ARNm (și uneori mai multe coduri de secvență pentru același aminoacid).

Acest proces este activat de un site de „andocare” pe subunitatea ribozomală mică. Aici, atât metionil-ARNt (molecula de ARN specializată care transportă metionina), cât și ARNm se leagă de ribozom, venind mai aproape unul de celălalt și permițând ARNm să direcționeze moleculele de ARNt corecte (sunt 20, câte una pentru fiecare aminoacid) către ajunge. Acesta este site-ul „A”. Într-un punct diferit se află situsul "P", unde lanțul polipeptidic în creștere rămâne legat de ribozom.

Pe măsură ce traducerea progresează dincolo de inițierea cu metionină, pe măsură ce este fiecare nou aminoacid care intră chemat pe site-ul "A" de către codonul ARNm, acesta este mutat curând în lanțul polipeptidic la "P" site (faza de alungire). Acest lucru permite următorului codon de trei nucleotide din secvența ARNm să apeleze următorul complex ARNt-aminoacid necesar și așa mai departe. În cele din urmă, proteina este completată și eliberată din ribozom (faza de terminare).

Terminarea este inițiată de codoni stop (UAA, UAG sau UGA) care nu au tRNA corespunzătoare, ci în schimb factori de eliberare a semnalului pentru a pune capăt sintezei proteinelor. Polipeptida este eliminată, iar cele două subunități ribozomale se separă.