Pomen prostih ribosomov

Ena najpomembnejših funkcij živih celic je tvorjenje beljakovin, potrebnih za preživetje organizma. Beljakovine dajejo telesu obliko in strukturo in kot encimi uravnavajo biološko aktivnost. Za izdelavo beljakovin mora celica prebrati in interpretirati genetske informacije, shranjene v svoji deoksiribonukleinski kislini ali DNA. Mesta sinteze celičnih beljakovin so ribosomi, ki so lahko prosti ali vezani. Pomen prostega ribosoma je, da se tam začne sinteza beljakovin.

DNA je dolga molekularna veriga, sestavljena iz izmeničnih sladkornih in fosfatnih skupin. Vsakemu sladkorju visi ena od štirih možnih nukleotidnih baz, ki vsebujejo dušik - A, C, T in G. Zaporedje baz vzdolž verige DNA določa zaporedje aminokislin, ki tvorijo beljakovine. Ribonukleinska kislina ali RNA prenaša komplementarno kopijo dela molekule DNA - gena - v ribosome, ki so drobne granule, sestavljene iz RNA in beljakovin. RNA je podobna DNK, le da njene sladkorne skupine vsebujejo dodaten kisikov atom in nadomesti U nukleotidno bazo za bazo T DNA. Ribosomi ustvarjajo beljakovine v skladu s podatki, shranjenimi v messenger RNA ali mRNA.

Pravila za prepisovanje DNA v RNA določajo ujemanje med bazami na genu in bazami na mRNA. Na primer, baza A v genu določa bazo U v verigi mRNA. Podobno genske baze T, C in G določajo baze A, G in C v mRNA. Genetske informacije, ki jih vsebuje mRNA, imajo obliko trojčkov nukleotidnih baz, imenovanih kodoni. Na primer, DNA triplet TAA ustvari RNA triplet UTT. Verige DNA in RNA zato vsebujejo komplementarne, a edinstvene informacije, kodirane v zaporedju nukleotidnih baz. Skoraj vsak triplet kodira določeno aminokislino, čeprav nekaj trojčkov določa konec gena. Več različnih trojčkov lahko kodira isto aminokislino.

Celica proizvaja ribosome neposredno iz ribosomske RNA ali rRNA, kodirane s posebnimi geni DNA. RRNA se kombinira z beljakovinami in tvori velike in majhne podenote. Obe podenoti se združita le med sintezo beljakovin. V prokariontski celici - to je celici brez organiziranega jedra - podenote ribosoma prosto plavajo znotraj celične tekočine ali citosola. V evkariontih encimi v jedru celice gradijo podenote ribosoma. Jedro nato izvozi podenote v citosol. Nekateri ribosomi se lahko pri gradnji beljakovin začasno vežejo na celični organel, imenovan endoplazemski retikulum ali ER, medtem ko drugi ribosomi ostanejo prosti, ko sintetizirajo beljakovine.

Manjša podenota prostega ribosoma zgrabi verigo mRNA, da začne sintezo beljakovin. Nato se večja podenota zaskoči in začne prevajati vsak kodon mRNA. To vključuje izpostavitev in namestitev vsakega kodona mRNA, tako da lahko encimi identificirajo in pritrdijo aminokislino, ki ustreza trenutnemu kodonu. Molekula prenosne RNA ali tRNA s komplementarnim anti-kodonom se zaklene v večjo podenoto, ki je njena aminokislina v vleki. Nato encimi prenesejo aminokislino v rastočo beljakovinsko verigo, izločijo izrabljeno tRNA za ponovno uporabo in izpostavijo naslednji kodon mRNA. Po koncu ribosom sprosti novo beljakovino in obe podenoti se ločita.