Рибосомы представляют собой очень разнообразные белковые структуры, обнаруженные во всех клетках. В прокариотических организмах, которые включают Бактерии а также Архей домены, рибосомы «плавают» свободно в цитоплазме клеток. в Эукариоты домена рибосомы также свободны в цитоплазме, но многие другие присоединены к некоторым органеллам этих эукариотических клеток, которые составляют мир животных, растений и грибов.
Вы можете видеть, что некоторые источники называют рибосомы органеллами, в то время как другие утверждают, что отсутствие у них окружающей мембраны и их наличие у прокариот лишает их этого статуса. Это обсуждение предполагает, что рибосомы действительно отличаются от органелл.
Функция рибосом - производство белков. Они делают это в процессе, известном как перевод, который включает в себя получение инструкций, закодированных в рибонуклеиновой кислоте (мРНК), и их использование для сборки белков из аминокислоты.
Обзор ячеек
Прокариотические клетки являются простейшими клетками, и одна клетка практически всегда отвечает за весь организм - это класс живых существ, который охватывает области таксономической классификации
Архей а также Бактерии. Как уже отмечалось, все клетки имеют рибосомы. Прокариотические клетки также содержат три других элемента, общих для всех клеток: ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), клеточная мембрана и цитоплазма.Узнайте больше об определении, структуре и функциях прокариот.
Поскольку прокариоты имеют более низкие метаболические потребности, чем более сложные организмы, у них относительно низкая плотность рибосомы в их in, так как им не нужно участвовать в трансляции стольких различных белков, как более сложные клетки делают.
Эукариотические клетки, найденные в растениях, животных и грибах, составляющих домен Эукариоты, намного сложнее, чем их прокариотические аналоги. В дополнение к четырем основным клеточным компонентам, перечисленным выше, эти клетки имеют ядро и ряд других мембраносвязанных структур, называемых органеллами. Как вы увидите, одна из этих органелл, эндоплазматическая сеть, тесно связана с рибосомами.
События перед рибосомами
Для того, чтобы произошла трансляция, должна быть транслируемая цепь мРНК. мРНК, в свою очередь, может присутствовать только в том случае, если произошла транскрипция.
Транскрипция представляет собой процесс, посредством которого последовательность нуклеотидных оснований ДНК организма кодирует его гены или длины ДНК, соответствующие конкретному белковому продукту, в связанной молекуле РНК. Нуклеотиды в ДНК имеют сокращения A, C, G и T, тогда как РНК включает первые три из них, но заменяет U на T.
Когда двойная цепь ДНК раскручивается на две цепи, транскрипция может происходить по одной из них. Это происходит предсказуемым образом, поскольку A в ДНК транскрибируется в U в мРНК, C в G, G в C и T в A. Затем мРНК покидает ДНК (а у эукариот - ядро; у прокариот ДНК находится в цитоплазме в одной маленькой кольцеобразной хромосоме) и движется по цитоплазме, пока не встретит рибосому, где начинается трансляция.
Обзор рибосом
Назначение рибосом - служить сайтами трансляции. Прежде чем они смогут помочь координировать эту задачу, их нужно собрать вместе, потому что рибосомы существуют в своей функциональной форме только тогда, когда они активно действуют как производители белка. В состоянии покоя рибосомы распадаются на пара субъединиц, одна большая и одна малая.
Некоторые клетки млекопитающих содержат до 10 миллионов различных рибосом. У эукариот некоторые из них прикреплены к эндоплазматическому ретикулуму (ЭР), что приводит к тому, что называется грубая эндоплазматическая сеть (RER). Кроме того, рибосомы можно найти в митохондриях эукариот и в хлоропластах растительных клеток.
Некоторые рибосомы могут присоединять аминокислоты, повторяющиеся единицы белков, друг к другу со скоростью 200 в минуту или более трех в секунду. У них есть несколько сайтов связывания из-за множества молекул, которые участвуют в трансляции, в том числе Переносная РНК (тРНК), мРНК, аминокислоты и растущая полипептидная цепь, к которой присоединяются аминокислоты.
Структура рибосом
Рибосомы обычно называют белками. Однако около двух третей массы рибосом состоит из разновидности РНК, которая называется рибосомальной РНК (рРНК). Они не окружены двойной плазматической мембраной, как органеллы и клетка в целом. Однако у них есть собственная мембрана.
Размер рибосомных субъединиц измеряется не строго по массе, а по величине, называемой единицей Сведберга (S). Они описывают седиментационные свойства субъединиц. Рибосомы имеют субъединицу 30S и субъединицу 50S.. Больший из двух функционирует преимущественно как катализатор во время трансляции, тогда как меньший функционирует в основном как декодер.
В рибосомах эукариот содержится около 80 различных белков, 50 или более из которых уникальны для рибосом. Как уже отмечалось, эти белки составляют около одной трети общей массы рибосом. Они производятся в ядрышке внутри ядра, а затем экспортируются в цитоплазму.
Узнайте больше об определении, структуре и функциях рибосом.
Что такое белки и аминокислоты?
Белки длинные цепочки аминокислоты, из которых есть 20 разных сортов. Аминокислоты соединяются вместе, образуя эти цепи посредством взаимодействий, известных как пептидные связи.
Все аминокислоты содержат три области: аминогруппу, группу карбоновой кислоты и боковую цепь, обычно обозначаемую на языке биохимиков «R-цепью». Аминогруппа и группа карбоновой кислоты неизменны; Таким образом, природа R-цепи определяет уникальную структуру и поведение аминокислоты.
Некоторые аминокислоты гидрофильный из-за их боковых цепей, что означает, что они «ищут» воду; другие гидрофобный и сопротивляться взаимодействиям с поляризованными молекулами. Это, как правило, диктует, как аминокислоты в белке будут собраны в трехмерном пространстве после полипептидная цепь становится достаточно длинной, чтобы взаимодействия между несоседними аминокислотами становились проблема.
Роль рибосом в переводе
Поступающая мРНК связывается с рибосомами, чтобы запустить процесс трансляции. У эукариот одна цепь мРНК кодирует только один белок, тогда как у прокариот цепь мРНК может включать несколько генов и, следовательно, кодировать несколько белковых продуктов. В течение фаза инициации, метионин всегда является аминокислотой, кодируемой первой, обычно последовательностью оснований AUG. Фактически, каждая аминокислота кодируется определенной последовательностью из трех оснований на мРНК (а иногда для одной и той же аминокислоты кодируется несколько последовательностей).
Этот процесс запускается сайтом «стыковки» на малой субъединице рибосомы. Здесь как метионил-тРНК (специализированная молекула РНК, транспортирующая метионин), так и мРНК связываются с рибосомой, ближе друг к другу и позволяя мРНК направлять нужные молекулы тРНК (их 20, по одной на каждую аминокислоту) прибыть. Это сайт категории "А". В другой точке находится сайт «P», где растущая полипептидная цепь остается связанной с рибосомой.
Механика перевода
По мере того, как трансляция продолжается после инициации метионином, каждая новая поступающая аминокислота вызываемый кодоном мРНК в сайт «A», он вскоре перемещается в полипептидную цепь в точке «P». сайт (фаза удлинения). Это позволяет следующему трехнуклеотидному кодону в последовательности мРНК вызывать следующий необходимый комплекс тРНК-аминокислота и так далее. В конце концов белок завершается и высвобождается из рибосомы (завершающая фаза).
Терминация инициируется стоп-кодонами (UAA, UAG или UGA), которые не имеют соответствующих тРНК, но вместо этого сигнализируют о факторах высвобождения, чтобы положить конец синтезу белка. Полипептид удаляется, и две рибосомные субъединицы разделяются.