Kakšen postopek izvajajo ribosomi?

Ribosomi so strukture znotraj celic z eno samo kritično funkcijo: ustvarjati beljakovine.

Sami ribosomi so sestavljeni iz približno ene tretjine masnih beljakovin; drugi dve tretjini sestavljata specializirana oblika ribonukleinske kisline (RNA), imenovana ribosomska RNAali rRNA. (Kmalu boste spoznali še dva glavna člana družine RNA, mRNA in tRNA.)

Ribosomi so ena od štirih različnih entitet, ki jih najdemo v vseh celicah, pa naj so celice preproste. Preostali trije so deoksiribonukleinska kislina (DNA), a celična membrana in citoplazmi.

V najpreprostejših organizmih, imenovanih prokarionti, ribosomi prosto plavajo v citoplazmi; v bolj zapletenih evkarionti, najdemo jih v citoplazmi, pa tudi v drugih krajih.

Kot je bilo omenjeno, prokarionti - enocelični organizmi, ki tvorijo domeni Bakterije in Arheje - imajo štiri strukture, ki so skupne vsem celic.

To so:

• DNK: Ta nukleinska kislina vsebuje vse genske informacije o svojem matičnem organizmu, ki se prenaša na naslednje generacije. Njegova "koda" se uporablja tudi za izdelavo beljakovin skozi zaporedne procese transkripcije in translacije.
  instagram story viewer
• Celična membrana: Ta dvojna plazemska membrana, sestavljena iz fosfolipidnega dvosloja, je selektivno prepustna membrana, ki nekaterim molekulam neovirano prehaja, medtem ko drugim prepoveduje vstop. Zagotavlja obliko in zaščito vsem celicam.
• Citoplazma: Citoplazma, imenovana tudi citosol, je želatinast matriks vode in beljakovin, ki služi kot snov v notranjosti celice. Tu potekajo številne pomembne reakcije in tu najdemo večino ribosomov.
• Ribosomi: Najdemo jih v citoplazmi vseh organizmov in drugje v evkariontih, to so beljakovinske "tovarne" celic in so sestavljene iz dveh podenot. Vsebujejo mesta, kje prevod pojavi.

Evkarionti imajo bolj zapletene celice, ki vsebujejo organele, ki so obdani z isto vrsto dvojne plazemske membrane, ki obdaja celico kot celoto (celična membrana). Nekatere od teh organele, predvsem Endoplazemski retikulum, gostijo veliko ribosomov. Kloroplasti imajo jih rastline, prav tako mitohondrije vseh evkariontov.

Endoplazemski retikulum (ER) je kot "avtocesta" med jedrom celice in citoplazmo ter celo samo celično membrano. Preusmeri beljakovinske izdelke naokoli, zato je ugodno, da so ribosomi, ki tvorijo te beljakovine, sosedje ER.

Ko se vidi, da so ribosomi vezani na ER, se pokliče rezultat groba ER (RER). ER se ne dotakne ribosomov gladka ER (SER).

Prevajanje je zadnji korak v postopku celice, ki izvaja genetska navodila. Začne se v nekem smislu z ustvarjanjem DNK sel RNA (mRNA) v procesu imenovanem prepis. MRNA je neke vrste "zrcalna slika" DNK, iz katere je bila kopirana, vendar vsebuje enake informacije. Nato se mRNA veže na ribosome.

MRNA se na ribosomu pridružijo določene molekule prenos RNA (tRNA), ki se vežejo na eno in samo eno od 20 aminokislin, ki jih najdemo v naravi. Kateri aminokislina ostanki se pripeljejo na lokacijo - torej, katera tRNA prispe - določi ga zaporedje nukleotidnih baz na verigi mRNA.

mRNA vsebuje štiri baze (A, C, G in U), informacije o dani aminokislini pa so v treh zaporednih bazah, imenovanih trojni kodon (ali včasih samo kodon), kot so ACG, CCU itd. To pomeni, da obstajajo 4³ali 64 različnih kodonov. To je več kot dovolj za kodiranje 20 aminokislin in zato nekatere aminokisline kodira več kot en kodon (redundanca).

Aminokisline so gradniki beljakovin. Kjer beljakovine sestavljajo polimeri aminokislin, imenovani tudi polipeptidi, aminokisline so monomeri teh verig.

(Razlikovanje med polipeptidom in beljakovinami je večinoma poljubno.)

Aminokisline vključujejo osrednji ogljikov atom, ki je povezan s štirimi različnimi komponentami: atom vodika (H), amino skupina (NH₂), skupina karboksilne kisline (COOH) in veriga na strani R, ki vsaki aminokislini daje edinstveno formulo in značilne kemijske lastnosti. Nekatere stranske verige imajo afiniteto do vode in drugih električno polarnih molekul, medtem ko se stranske verige drugih aminokislin obnašajo nasprotno.

Sinteza beljakovin, ki je preprosto dodajanje aminokislin od konca do konca, vključuje povezavo amino skupine ene aminokisline s karboksilno skupino naslednje. To se imenuje peptidna vezin povzroči izgubo molekule vode.

Lahko rečemo, da so ribosomi sestavljeni iz ribonukleoprotein, saj so, kot je opisano zgoraj, sestavljeni iz neenake mešanice rRNA in proteinov. Sestavljeni so iz dveh podenot, ki so razvrščene glede na njihovo sedimentacijsko vedenje: velika, Podenota 50S in majhen, Podenota 30S. ("S" tukaj pomeni Svedbergove enote.)

Velika podenota vsebuje 34 različnih beljakovin, skupaj z dvema vrstama rRNA, 23S in 5S. Majhna podenota vsebuje 21 različnih proteinov in vrsto rRNA, ki se prijavi pri 16S. Za obe podenoti je skupen le en protein.

Sestavni deli podenot so sami narejeni v jedrce znotraj jeder prokariontov. Nato se skozi pore v jedrski ovojnici prenesejo v citoplazmo.

Ribosomi ne obstajajo v popolnoma sestavljeni obliki, dokler niso pozvani, da opravljajo svoja dela. To pomeni, da podenote preživijo ves svoj "prosti čas" same. Ko torej začne prevajanje v določenem delu dane celice, se podenote ribosoma v bližini začnejo znova spoznavati.

Velik del funkcije večje podenote se nanaša na kataliza, ali pospeševanje kemičnih reakcij. To je običajno namen beljakovin encimi, toda tudi druge biomolekule občasno delujejo kot katalizatorji in primeri velike ribosomske podenote so primer. Zaradi tega je funkcionalna komponenta a ribozim.

Nasprotno pa se zdi, da ima majhna podenota več funkcije dekodirnika, saj prevajanje poteka že na samem začetku stopnje tako, da se ob pravem času zaklene na desno veliko podenoto na pravem mestu in prenese tisto, kar par potrebuje prizor.

Prevajanje ima tri glavne faze: Iniciacija, raztezek in prekinitev. Če na kratko povzamemo vsakega od teh delov prepisa:

Začetek: V tem koraku se dohodna mRNA veže na mesto na majhni podenoti ribosoma. Določen kodon mRNA sproži iniciacijo z tRNA-metionin. Tam se ji pridruži posebna kombinacija tRNA-aminokislina, določena z zaporedjem mRNA dušikove baze. Ta kompleks se poveže z veliko ribosomsko podenoto.

Raztezek: V tem koraku se sestavijo polipeptidi. Ko vsak dohodni kompleks aminokislin-tRNA doda svojo aminokislino na vezivno mesto, se ta prenese v a bližnje mesto na ribosomu, drugo vezno mesto, ki zadržuje rastočo verigo aminokislin (tj polipeptid). Tako se dohodne aminokisline "predajo" z enega mesta na drugo na ribosomu.

Prekinitev: Ko je mRNA na koncu sporočila, to sporoči z določenim osnovnim zaporedjem, ki označi "stop". To povzroča kopičenje "faktorjev sproščanja", ki preprečujejo vezavo katere koli aminokisline na polipeptid. Sinteza beljakovin na tej ribosomski lokaciji je zdaj končana.