Dôležitosť voľných ribozómov

Jednou z najdôležitejších funkcií živých buniek je produkcia bielkovín potrebných na prežitie organizmu. Bielkoviny dodávajú organizmu tvar a štruktúru a ako enzýmy regulujú biologickú aktivitu. Na výrobu proteínov musí bunka čítať a interpretovať genetické informácie uložené v jej deoxyribonukleovej kyseline alebo DNA. Miestami syntézy bunkových proteínov sú ribozómy, ktoré môžu byť voľné alebo viazané. Dôležitosť voľného ribozómu spočíva v tom, že tu začína syntéza bielkovín.

DNA je dlhý molekulárny reťazec zložený zo striedajúcich sa skupín cukru a fosfátov. Jedna zo štyroch možných nukleotidových báz obsahujúcich dusík - A, C, T a G - visí nad každým cukrom. Sekvencia báz pozdĺž reťazca DNA určuje sekvenciu aminokyselín, ktoré tvoria proteíny. Ribonukleová kyselina alebo RNA prenáša komplementárnu kópiu časti molekuly DNA - génu - na ribozómy, čo sú malé granule zložené z RNA a proteínu. RNA sa podobá DNA, až na to, že jej skupiny cukru obsahujú ďalší atóm kyslíka a nahrádzajú nukleotidovú bázu U DNA-bázou T. Ribozómy vytvárajú proteíny podľa informácií uložených v mediálnej RNA alebo mRNA.

Pravidlá prepisu DNA na RNA určujú korešpondenciu medzi bázami na géne a bázami na mRNA. Napríklad A báza v géne špecifikuje U bázu v mRNA vlákne. Podobne génové bázy T, C a G špecifikujú bázy A, G a C v mRNA. Genetická informácia obsiahnutá v mRNA má formu tripletov nukleotidových báz nazývaných kodóny. Napríklad DNA triplet TAA vytvára RNA triplet UTT. Vlákna DNA a RNA preto obsahujú komplementárne, a predsa jedinečné informácie kódované v sekvencii nukleotidových báz. Takmer každý triplet kóduje konkrétnu aminokyselinu, aj keď niekoľko tripletov špecifikuje koniec génu. Niekoľko rôznych trojíc môže kódovať rovnakú aminokyselinu.

Bunka vyrába ribozómy priamo z ribozomálnej RNA alebo rRNA kódovanej špecifickými génmi DNA. RRNA sa kombinuje s proteínmi a vytvárajú veľkú a malú podjednotku. Tieto dve podjednotky sa spoja iba počas syntézy proteínov. V prokaryotickej bunke - to znamená v bunke bez organizovaného jadra - podjednotky ribozómu voľne plávajú v bunkovej tekutine alebo cytosole. U eukaryotov vytvárajú enzýmy v jadre bunky ribozómové podjednotky. Jadro potom exportuje podjednotky do cytosolu. Niektoré z ribozómov sa môžu pri vytváraní proteínov dočasne viazať na bunkovú organelu nazývanú endoplazmatické retikulum alebo ER, zatiaľ čo iné ribozómy zostávajú voľné, pretože syntetizujú proteíny.

Menšia podjednotka voľného ribozómu sa chytí vlákna mRNA, aby sa začala syntéza proteínov. Väčšia podjednotka sa potom pripojí a začne prekladať každý mRNA kodón. To znamená vystavenie a umiestnenie každého mRNA kodónu, aby enzýmy mohli identifikovať a pripojiť aminokyselinu zodpovedajúcu aktuálnemu kodónu. Molekula transferovej RNA alebo tRNA s komplementárnym antikodónom sa uzamkne do väčšej podjednotky a v nej je určená aminokyselina. Enzýmy potom prenášajú aminokyselinu do rastúceho proteínového reťazca, vylučujú použitú tRNA na opätovné použitie a exponujú ďalší kodón mRNA. Po dokončení ribozóm uvoľňuje nový proteín a dve podjednotky sa disociujú.