ความสำคัญของไรโบโซมอิสระ

หน้าที่ที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของเซลล์ที่มีชีวิตคือการผลิตโปรตีนที่จำเป็นสำหรับการอยู่รอดของสิ่งมีชีวิต โปรตีนให้รูปร่างและโครงสร้างแก่สิ่งมีชีวิต และในฐานะเอนไซม์ ควบคุมกิจกรรมทางชีวภาพ ในการผลิตโปรตีน เซลล์จำเป็นต้องอ่านและตีความข้อมูลทางพันธุกรรมที่เก็บไว้ในกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกหรือดีเอ็นเอ บริเวณที่มีการสังเคราะห์โปรตีนในเซลล์คือไรโบโซม ซึ่งสามารถเป็นอิสระหรือผูกมัดได้ ความสำคัญของไรโบโซมอิสระคือการสังเคราะห์โปรตีนเริ่มต้นที่นั่น

ดีเอ็นเอเป็นสายโซ่โมเลกุลยาวที่ประกอบด้วยกลุ่มน้ำตาลและฟอสเฟตสลับกัน หนึ่งในสี่ของเบสนิวคลีโอไทด์ที่ประกอบด้วยไนโตรเจน - A, C, T และ G - แขวนน้ำตาลแต่ละชนิด ลำดับเบสตามสาย DNA กำหนดลำดับของกรดอะมิโนที่สร้างโปรตีน กรดไรโบนิวคลีอิกหรืออาร์เอ็นเอจะส่งสำเนาเสริมของส่วนหนึ่งของโมเลกุลดีเอ็นเอ ซึ่งเป็นยีน ไปยังไรโบโซม ซึ่งเป็นเม็ดเล็กๆ ที่ประกอบด้วยอาร์เอ็นเอและโปรตีน RNA คล้ายกับ DNA ยกเว้นว่ากลุ่มน้ำตาลของมันมีอะตอมออกซิเจนพิเศษและแทนที่ฐาน U นิวคลีโอไทด์สำหรับเบส T ของ DNA ไรโบโซมสร้างโปรตีนตามข้อมูลที่เก็บไว้ใน Messenger RNA หรือ mRNA

กฎสำหรับการถ่ายทอด DNA เป็น RNA ระบุความสอดคล้องระหว่างเบสบนยีนและเบสบน mRNA ตัวอย่างเช่น เบส A ในยีนระบุฐาน U ในสาย mRNA ในทำนองเดียวกัน เบส T, C และ G ของยีนระบุเบส A, G และ C ตามลำดับใน mRNA ข้อมูลทางพันธุกรรมที่มีอยู่ใน mRNA อยู่ในรูปแบบของทริปเพล็ตของเบสนิวคลีโอไทด์ที่เรียกว่าโคดอน ตัวอย่างเช่น DNA triplet TAA สร้าง RNA triplet UTT ดังนั้นสาย DNA และ RNA จึงประกอบด้วยข้อมูลเสริมแต่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว ซึ่งเข้ารหัสในลำดับของเบสนิวคลีโอไทด์ แทบทุกรหัสของแฝดสามของกรดอะมิโนจำเพาะ แม้ว่าแฝดสามสองสามตัวจะระบุจุดสิ้นสุดของยีนก็ตาม แฝดสามหลายตัวสามารถเขียนรหัสสำหรับกรดอะมิโนตัวเดียวกันได้

เซลล์ผลิตไรโบโซมโดยตรงจากไรโบโซม RNA หรือ rRNA ซึ่งเข้ารหัสโดยยีนดีเอ็นเอจำเพาะ rRNA รวมกับโปรตีนเพื่อสร้างหน่วยย่อยขนาดใหญ่และขนาดเล็ก หน่วยย่อยทั้งสองเข้าร่วมในระหว่างการสังเคราะห์โปรตีนเท่านั้น ในเซลล์โปรคาริโอต นั่นคือ เซลล์ที่ไม่มีนิวเคลียสที่ถูกจัดระเบียบ ยูนิตย่อยของไรโบโซมจะลอยอย่างอิสระภายในของเหลวของเซลล์หรือไซโตซอล ในยูคาริโอต เอ็นไซม์ในนิวเคลียสของเซลล์จะสร้างหน่วยย่อยของไรโบโซม จากนั้นนิวเคลียสจะส่งออกหน่วยย่อยไปยังไซโตซอล ไรโบโซมบางตัวอาจจับกับออร์แกเนลล์ของเซลล์ที่เรียกว่าเอนโดพลาสมิกเรติคิวลัมหรือ ER ชั่วคราวเมื่อสร้างโปรตีน ในขณะที่ไรโบโซมอื่นๆ ยังคงเป็นอิสระในขณะที่พวกมันสังเคราะห์โปรตีน

หน่วยย่อยที่เล็กกว่าของไรโบโซมอิสระจับสาย mRNA เพื่อเริ่มการสังเคราะห์โปรตีน จากนั้นยูนิตย่อยที่ใหญ่กว่าจะเชื่อมต่อและเริ่มแปลโคดอน mRNA แต่ละตัว สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการเปิดเผยและการวางตำแหน่งโคดอน mRNA แต่ละโคดอนเพื่อให้เอ็นไซม์สามารถระบุและยึดติดกรดอะมิโนที่สอดคล้องกับโคดอนปัจจุบันได้ โมเลกุลของทรานสเฟอร์ RNA หรือ tRNA ที่มีแอนติ-โคดอนเสริมจะล็อกเข้าไปในหน่วยย่อยที่ใหญ่กว่า ซึ่งกำหนดกรดอะมิโนไว้เป็นชุด จากนั้นเอ็นไซม์จะถ่ายโอนกรดอะมิโนไปยังสายโปรตีนที่กำลังเติบโต ขับ tRNA ที่ใช้แล้วเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ และเผยให้เห็นโคดอน mRNA ตัวถัดไป เมื่อเสร็จแล้ว ไรโบโซมจะปล่อยโปรตีนใหม่และหน่วยย่อยทั้งสองจะแยกออกจากกัน