Vilken process utför ribosomer?

Ribosomer är strukturer i celler med en enda kritisk funktion: att göra proteiner.

Ribosomer själva består av ungefär en tredjedel av proteinprocenten; de andra två tredjedelarna består av en specialiserad form av ribonukleinsyra (RNA) ribosomalt RNAeller rRNA. (Snart möter du de andra två huvudmedlemmarna i RNA-familjen, mRNA och tRNA.)

Ribosomer är en av fyra olika enheter som finns i alla celler, hur enkla cellerna än kan vara. De andra tre är deoxiribonukleinsyra (DNA), a cellmembranet och cytoplasma.

I de enklaste organismerna, kallas prokaryoter, ribosomer flyter fritt i cytoplasman; i det mer komplexa eukaryoter, de finns i cytoplasman men också på en annan plats.

Som noterat, prokaryoter - encelliga organismer som utgör domänerna Bakterier och Archaea - har de fyra strukturer som är gemensamma för alla celler.

Dessa är:

• DNA: Denna nukleinsyra rymmer alla genetisk information om dess moderorganism, som överförs till efterföljande generationer. Dess "kod" används också för att framställa proteiner genom sekventiella transkriptionsprocesser och translation.
instagram story viewer
• Ett cellmembran: Detta dubbla plasmamembran, bestående av ett fosfolipid dubbelskikt, är ett selektivt permeabelt membran, vilket gör att vissa molekyler kan passera obehindrat medan de spärrar inträde till andra. Det ger form och skydd för alla celler.
• Cytoplasma: Även kallad cytosol, är cytoplasman en gelatinös matris av vatten och proteiner som fungerar som substansen i cellens inre. Ett antal viktiga reaktioner äger rum här, och det är här de flesta ribosomer finns.
• Ribosomer: Finns i cytoplasman hos alla organismer och på andra håll i eukaryoter, dessa är cellernas "proteinfabriker" och består av två underenheter. De innehåller platserna på var översättning inträffar.

Eukaryoter har mer komplexa celler som innehåller organeller, som är omgivna av samma typ av dubbelt plasmamembran som omger cellen som helhet (cellmembranet). Några av dessa organeller, framför allt endoplasmatiska retiklet, är värd för många ribosomer. Kloroplaster av växter har dem, liksom mitokondrier av alla eukaryoter.

Det endoplasmiska retikulumet (ER) är som en "motorväg" mellan cellkärnan och cytoplasman och till och med cellmembranet i sig. Det shuttles proteinprodukter runt, varför det är fördelaktigt för ribosomer, som gör dessa proteiner, att vara grannar med ER.

När ribosomer ses bundna till ER kallas resultatet grov ER (RER). ER orörd av ribosomer kallas smidig ER (SER).

Översättning är det sista steget i processen för cellen som utför genetiska instruktioner. Det börjar på sätt och vis med DNA-tillverkning budbärar-RNA (mRNA) i en process som kallas transkription. MRNA är en slags "spegelbild" av DNA från vilket den kopierades, men den innehåller samma information. MRNA fäster sig sedan till ribosomer.

MRNA är förenat på ribosomen av specifika molekyler av överföra RNA (tRNA) som binder till en och en av de 20 aminosyrorna som finns i naturen. Som aminosyra rester tas till platsen - det vill säga vilken tRNA anländer - bestäms av nukleotidbassekvensen på mRNA-strängen.

mRNA innehåller fyra baser (A, C, G och U), och informationen för en given aminosyra finns i tre på varandra följande baser, som kallas en triplettkodon (eller ibland bara kodon), såsom ACG, CCU, etc. Det betyder att det finns 4³eller 64 olika kodoner. Detta är mer än tillräckligt för att koda 20 aminosyror, och det är därför som vissa aminosyror kodas av mer än ett kodon (redundans).

Aminosyror är byggstenarna i proteiner. Där proteiner består av polymerer av aminosyror, även kallade polypeptider, aminosyror är monomererna i dessa kedjor.

(Skillnaden mellan en polypeptid och ett protein är i stort sett godtycklig.)

Aminosyror inkluderar en central kolatom förenad med fyra olika komponenter: en väteatom (H), en aminogrupp (NH₂), en karboxylsyragrupp (COOH) och en R-sidokedja som ger varje aminosyra sin unika formel och särskiljande kemiska egenskaper. Vissa av sidokedjorna har en affinitet för vatten och andra elektriskt polära molekyler, medan sidokedjorna för andra aminosyror beter sig på motsatt sätt.

Syntesen av proteiner, som helt enkelt är tillsatsen av aminosyror från slut till slut, involverar bindningen av aminogruppen i en aminosyra till karboxylgruppen i nästa. Detta kallas a peptidbindningoch det resulterar i förlust av en vattenmolekyl.

Ribosomer kan sägas bestå av ribonukleoprotein, eftersom de, såsom beskrivits ovan, är sammansatta från en ojämn blandning av rRNA och proteiner. De består av två underenheter som klassificeras i termer av deras sedimenteringsbeteende: en stor, 50S underenhet och en liten, 30S-underenhet. ("S" står här för Svedberg-enheter.)

Den stora underenheten innehåller 34 olika proteiner, tillsammans med två typer av rRNA, en 23S-typ och en 5S-typ. Den lilla underenheten innehåller 21 olika proteiner och en typ av rRNA som checkar in vid 16S. Bara ett protein är vanligt för båda underenheterna.

Komponenterna i underenheterna tillverkas själva i kärnkärna inuti kärnorna av prokaryoter. De transporteras sedan genom en por i kärnhöljet till cytoplasman.

Ribosomer finns inte i sin fullständigt monterade form förrän de uppmanas att göra sina jobb. Det vill säga underenheterna spenderar hela sin "fritid" ensam. Så när översättningen påbörjas i en viss del av en viss cell börjar ribosomunderenheter i närheten bekanta sig igen.

Mycket av den större underenhetens funktion avser katalys, eller påskynda kemiska reaktioner. Detta är normalt användningen av proteiner som kallas enzymer, men andra biomolekyler fungerar ibland också som katalysatorer, och delar av den stora ribosomala subenheten är ett exempel. Detta gör den funktionella komponenten a ribozym.

Den lilla underenheten, däremot, verkar ha mer av en avkodningsfunktion, som får översättning förbi början steg genom att låsa fast den högra stora underenheten på rätt plats vid rätt tidpunkt och bära vad paret behöver till scen.

Översättningen har tre huvudfaser: Initiering, förlängning och uppsägning. För att sammanfatta var och en av dessa transkriptionsdelar i korthet:

Initiering: I detta steg binder inkommande mRNA till en plats på den lilla subenheten av en ribosom. Ett specifikt mRNA-kodon utlöser en initiering av tRNA-metionin. Det förenas där av en specifik tRNA-aminosyrakombination bestämd av mRNA-sekvensen av kvävehaltiga baser. Detta komplex ansluter till den stora ribosomala underenheten.

Förlängning: I detta steg monteras polypeptider. När varje inkommande aminosyra-tRNA-komplex adderar sin aminosyra till bindningsstället överförs detta till a närliggande fläck på ribosomen, ett andra bindningsställe som håller den växande kedjan av aminosyror (dvs. polypeptid). Sålunda "överlämnas" inkommande aminosyror från en plats till en annan på ribosomen.

Uppsägning: När mRNA är i slutet av sitt meddelande, signalerar det detta med en viss bassekvens som flaggar "stopp". Detta orsakar ackumulering av "frisättningsfaktorer" som förhindrar bindning av fler aminosyror till polypeptid. Proteinsyntes vid denna ribosomala plats är nu klar.