Beljakovine so v veliki meri odgovorne za zgradbo in delovanje organizma. Kot vemo, DNA kodira navodila, kako izdelati določene beljakovine. RNA veriga služi kot predloga za ustvarjanje beljakovin v ribosomu. Sinteza beljakovin v ribosomu lahko poteka v citoplazmi ali v organeli, imenovani endoplazemski retikulum.
V organizmih z organiziranim jedrom, znani kot evkarionti, igrata endoplazemski retikulum in ribosomi pomembno vlogo pri sintezi beljakovin. Natančneje, hrapav endoplazemski retikulum in ne gladek endoplazemski retikulum je tisti, ki sodeluje v časovni premici sinteze beljakovin.
Točka pritrditve med ribosomom in ER je prefinjena pora, znana kot translokon. Naloga translokona je, da zgrabi ribosome in omogoči, da na novo kovani proteini vstopijo v ER.
Opredelitev endoplazemskega retikuluma
ER je niz cevi in vrečk, imenovanih cisterne, zaprte v mrežo membran. ER se razteza od zunanje površine jedrske membrane do celičnega telesa. Grobi ER je gostitelj ribosomov, ki se nenehno pritrdijo na površino ER in se od njega odlepijo. V bistvu endoplazemski retikulum in ribosomi delujejo skupaj, da sintetizirajo beljakovine in jih transportirajo do končnega cilja.
Glavna naloga grobega ER je pomagati pri tvorbi in shranjevanju beljakovin, medtem ko gladki ER shranjuje lipide, vrsto maščobe. Ves razlog, zakaj ga imenujemo "grob", je, da mu ribosomi, ki se nanj pritrdijo, dajo "grbast" ali "hrapav" videz.
Preberite več o strukturi in delovanju endoplazemskega retikuluma (z diagramom).
Veliko beljakovin, ki jih ustvarijo pritrjeni ribosomi, preidejo v grobo ER in nato potujejo v druge deli celice za uporabo, shranjevanje ali prevoz iz celice v drug del celice organizem.
Ribosom
Ribosomi so sestavljeni iz ribosomske RNA in beljakovin. Izdelani so v celičnem jedru v dveh vrstah podenot, veliki in majhni. Podenote se prenesejo v telo celice, kjer prosto plavajo v citoplazmi ali se pritrdijo na grobo ER.
Ribosomi berejo verige prenosne RNA (mRNA) in vežejo ujemajoče se enote prenosne RNA (tRNA) na trenutno prebrani del. Ribozom in z njim povezani encimi prenašajo aminokislino iz prenosne RNA v podolgovato dolžino beljakovin v procesu, imenovanem translacija.
Preberite več o strukturi in delovanju ribosomov v evkariontih in prokariontih.
Translocon
Translokoni so majhne priklopne postaje na hrapavi površini ER, ki se zaklenejo na ribosome. Ko ribosom začne proizvajati beljakovine, se translokon odpre toliko, da se novonastali protein lahko nahrani v pore endoplazemskega retikuluma. Nova beljakovina prehaja v pore v linearni ali spiralni obliki, ker je pora premajhna, da bi lahko prepognjena beljakovina prešla noter. Pora translokona se odpre le, če prepozna posebno zaporedje aminokislin, s pomočjo katerih ribosomi ustvarijo novonastali protein.
Usoda beljakovin
Translocon nadzoruje, ali bo novi protein vgrajen v plazemsko membrano ali bo shranjen v topni obliki v ER. Beljakovine, ki vstopijo v tesne meje ER membran, se upognejo in zložijo v svoje značilne končne oblike. Te oblike so deloma posledica atomskih vezi med različnimi deli beljakovinske molekule.
ER izvaja "nadzor kakovosti" s prevozom nenormalnih ali napačno oblikovanih beljakovin nazaj v celično telo, kjer se reciklirajo. Shranjeni proteini potujejo v drugo celično organelo, imenovano Golgijev aparat, in sčasoma zapustijo celico prek vezikula. Ko ribosom konča s sintezo beljakovin, translocon izvrže ribosom in zamaši pore, dokler ni treba sintetizirati drugega proteina.