Akú úlohu hrá v preklade ribozóm?

Ribozómy sú veľmi rozmanité proteínové štruktúry nachádzajúce sa vo všetkých bunkách. V prokaryotických organizmoch, ktoré zahŕňajú Baktérie a Archaea domény, ribozómy „plávajú“ voľne v cytoplazme buniek. V Eukaryota doména, ribozómy sa tiež nachádzajú zadarmo v cytoplazme, ale mnoho ďalších je pripojených k niektorým z organel týchto eukaryotických buniek, ktoré tvoria živočíšny, rastlinný a plesňový svet.

Môžete vidieť, že niektoré zdroje označujú ribozómy ako organely, zatiaľ čo iné tvrdia, že nedostatok okolitej membrány a ich existencia v prokaryotoch ich diskvalifikuje z tohto stavu. Táto diskusia predpokladá, že ribozómy sú v skutočnosti odlišné od organel.

Funkciou ribozómov je výroba bielkovín. Robia to v procese známom ako preklad, ktorý zahrnuje vykonávanie pokynov kódovaných v messengerovej ribonukleovej kyseline (mRNA) a ich použitie na zostavenie proteínov z aminokyseliny.

Prokaryotické bunky sú najjednoduchšie bunky a jediná bunka predstavuje v skutočnosti vždy celý organizmus, je táto trieda živých tvorov, ktorá sa rozprestiera v taxonomických klasifikačných doménach

Prečítajte si viac o definícii, štruktúre a funkcii prokaryot.

Pretože prokaryoty majú nižšie metabolické potreby ako komplexnejšie organizmy, majú relatívne nízku hustotu ribozómy v ich tkanive, pretože sa nemusia podieľať na translácii toľkých rôznych proteínov, ako je komplikovanejšie bunky áno.

Eukaryotické bunky, ktorý sa nachádza v rastlinách, živočíchoch a hubách, ktoré tvoria doménu Eukaryota, sú oveľa zložitejšie ako ich prokaryotické náprotivky. Okrem štyroch základných bunkových zložiek uvedených vyššie majú tieto bunky jadro a množstvo ďalších štruktúr viazaných na membránu, ktoré sa nazývajú organely. Jedna z týchto organel, endoplazmatické retikulum, má intímny vzťah s ribozómami, ako uvidíte.

Na to, aby došlo k translácii, musí existovať reťazec mRNA na preloženie. mRNA zase môže byť prítomná, iba ak došlo k transkripcii.

Prepis je proces, ktorým nukleotidová bázová sekvencia DNA organizmu kóduje jeho gény alebo dĺžky DNA zodpovedajúce konkrétnemu proteínovému produktu v príbuznej molekule RNA. Nukleotidy v DNA majú skratky A, C, G a T, zatiaľ čo RNA zahrnuje prvé tri z nich, ale nahradzuje U za T.

Keď sa dvojvlákno DNA rozvinie do dvoch vlákien, môže dôjsť k transkripcii pozdĺž jedného z nich. Toto sa deje predvídateľným spôsobom, pretože A v DNA sa prepisuje na U v mRNA, C na G, G na C a T na A. MRNA potom opúšťa DNA (a u eukaryotov jadro; u prokaryotov leží DNA v cytoplazme v jednom malom chromozóme v tvare kruhu) a pohybuje sa cytoplazmou, až kým nenarazí na ribozóm, kde začína translácia.

Účelom ribozómov je slúžiť ako miesto prekladu. Predtým, ako pomôžu s koordináciou tejto úlohy, je potrebné ich spojiť, pretože ribozómy existujú vo svojej funkčnej forme iba vtedy, keď aktívne pôsobia ako výrobcovia bielkovín. Za pokojných okolností sa ribozómy rozpadajú na a pár podjednotiek, jedna veľká a jedna malá.

Niektoré bunky cicavcov majú až 10 miliónov odlišných ribozómov. U eukaryotov sa niektoré z nich nachádzajú pripojené k endoplazmatickému retikulu (ER), výsledkom čoho je tzv. hrubé endoplazmatické retikulum (RER). Okrem toho sa ribozómy nachádzajú v mitochondriách eukaryotov a v chloroplastoch rastlinných buniek.

Niektoré ribozómy môžu k sebe pripojiť aminokyseliny, opakujúce sa jednotky proteínov, rýchlosťou 200 za minútu alebo viac ako tri za sekundu. Majú viac väzobných miest kvôli mnohým molekulám, ktoré sa podieľajú na translácii, vrátane prenosová RNA (tRNA), mRNA, aminokyseliny a rastúci polypeptidový reťazec, ku ktorému sú aminokyseliny pripojené.

Ribozómy sú všeobecne opísané ako proteíny. Asi dve tretiny hmotnosti ribozómov však pozostáva z druhu RNA, ktorá sa nazýva, výstižne, ribozomálna RNA (rRNA). Nie sú obklopené dvojitou plazmatickou membránou, rovnako ako organely a bunka ako celok. Majú však vlastnú membránu.

Veľkosť ribozomálnych podjednotiek sa meria nie striktne v hmote, ale v množstve, ktoré sa nazýva jednotka Svedberg (S). Tieto opisujú sedimentačné vlastnosti podjednotiek. Ribozómy majú podjednotku 30S a podjednotku 50S. Väčšia z týchto dvoch funkcií funguje pri preklade prevažne ako katalyzátor, zatiaľ čo menšia funguje väčšinou ako dekodér.

V ribozómoch eukaryotov je asi 80 rôznych proteínov, z ktorých 50 alebo viac je jedinečných pre ribozómy. Ako bolo uvedené, tieto proteíny tvoria asi jednu tretinu celkovej hmotnosti ribozómov. Vyrábajú sa v jadre vo vnútri jadra a potom sa exportujú do cytoplazmy.

Prečítajte si viac o definícii, štruktúre a funkcii ribozómov.

Bielkoviny sú dlhé reťazce aminokyseliny, ktorých je tu 20 rôznych odrôd. Aminokyseliny sú navzájom spojené a tvoria tieto reťazce interakciami známymi ako peptidové väzby.

Všetky aminokyseliny obsahujú tri oblasti: aminoskupinu, skupinu karboxylovej kyseliny a bočný reťazec, ktorý sa v jazyku biochemikov zvyčajne označuje ako „R-reťazec“. Aminoskupina a skupina karboxylovej kyseliny sú invariantné; je to teda povaha R-reťazca, ktorá určuje jedinečnú štruktúru a správanie aminokyseliny.

Niektoré aminokyseliny sú hydrofilný kvôli svojim bočným reťazcom, čo znamená, že „hľadajú“ vodu; iné sú hydrofóbne a odolávať interakciám s polarizovanými molekulami. Toto má tendenciu diktovať, ako budú aminokyseliny v proteíne zhromaždené v trojrozmernom priestore, akonáhle budú polypeptidový reťazec je dostatočne dlhý na to, aby sa z interakcií medzi nesusediacimi aminokyselinami stali problém.

Prichádzajúca mRNA sa viaže na ribozómy, aby iniciovala proces translácie. U eukaryotov jediný reťazec mRNA kóduje iba jeden proteín, zatiaľ čo u prokaryotov môže reťazec mRNA obsahovať viac génov, a preto kóduje viac proteínových produktov. Počas iniciačná fáza, metionín je vždy najskôr kódovaná aminokyselina, zvyčajne bázovou sekvenciou AUG. Každá aminokyselina je v skutočnosti kódovaná špecifickou trojbázovou sekvenciou na mRNA (a niekedy viac ako jedna sekvencia kóduje rovnakú aminokyselinu).

Tento proces umožňuje „dokovacie“ miesto na malej ribozomálnej podjednotke. Tu sa metionyl-tRNA (špecializovaná molekula RNA prenášajúca metionín) aj mRNA viažu na ribozóm a prichádzajú bližšie k sebe a umožnenie mRNA nasmerovať správne molekuly tRNA (je ich 20, jedna pre každú aminokyselinu) k prísť. Toto je stránka „A“. V inom bode leží miesto „P“, kde rastúci polypeptidový reťazec zostáva naviazaný na ribozóm.

Ako translácia postupuje po iniciácii metionínom, tak ako každá nová prichádzajúca aminokyselina privolaný mRNA kodónom do miesta „A“, sa čoskoro presunie do polypeptidového reťazca v „P“ web (fáza predĺženia). To umožňuje ďalšiemu troj-nukleotidovému kodónu v sekvencii mRNA volať ďalší potrebný komplex tRNA-aminokyselina atď. Nakoniec je bielkovina dokončená a uvoľnená z ribozómu (fáza ukončenia).

Ukončenie je iniciované stop kodónmi (UAA, UAG alebo UGA), ktoré nemajú zodpovedajúce tRNA, ale namiesto toho uvolňujú signály, aby ukončili syntézu proteínov. Polypeptid sa odošle a dve ribozomálne podjednotky sa oddelia.