ไรโบโซมทำกระบวนการอะไร?

ไรโบโซมเป็นโครงสร้างภายในเซลล์ที่มีหน้าที่สำคัญเพียงอย่างเดียวคือสร้างโปรตีน

ไรโบโซมเองประกอบด้วยโปรตีนประมาณหนึ่งในสามของมวล อีกสองในสามประกอบด้วยกรดไรโบนิวคลีอิก (RNA) แบบพิเศษที่เรียกว่า ไรโบโซม RNAหรือ rRNA (ในไม่ช้า คุณจะได้พบกับสมาชิกหลักอีกสองคนของตระกูล RNA คือ mRNA และ tRNA)

ไรโบโซมเป็นหนึ่งในสี่เอนทิตีที่แตกต่างกันซึ่งพบได้ในทุกเซลล์ ไม่ว่าเซลล์จะเป็นแบบธรรมดาอย่างไร อีกสามชนิดคือกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA), a เยื่อหุ้มเซลล์ และ ไซโตพลาสซึม.

ในสิ่งมีชีวิตที่ง่ายที่สุดเรียกว่า โปรคาริโอต, ไรโบโซมลอยอิสระในไซโตพลาสซึม; ที่ซับซ้อนมากขึ้น ยูคาริโอตพวกมันถูกพบในไซโตพลาสซึม แต่ยังพบในที่อื่นๆ ด้วย

ตามที่ระบุไว้ โปรคาริโอต – สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่ประกอบกันเป็นโดเมน แบคทีเรีย และ อาร์เคีย – มีโครงสร้างทั้งสี่ร่วมกันสำหรับทุกคน เซลล์.

เหล่านี้คือ:

• ดีเอ็นเอ: กรดนิวคลีอิกนี้เก็บ ข้อมูลทางพันธุกรรม เกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตต้นกำเนิดซึ่งส่งต่อไปยังรุ่นต่อ ๆ ไป "รหัส" ของมันยังใช้ทำโปรตีนผ่านกระบวนการลำดับของการถอดความและการแปลตามลำดับ
• เยื่อหุ้มเซลล์: เมมเบรนพลาสมาคู่นี้ ซึ่งประกอบด้วยฟอสโฟลิปิด bilayer เป็นเมมเบรนที่ซึมผ่านได้แบบเลือกสรร ยอมให้โมเลกุลบางตัวผ่านเข้าไปโดยไม่มีสิ่งกีดขวางในขณะที่ห้ามไม่ให้ผู้อื่นเข้าไป ให้รูปร่างและการปกป้องทุกเซลล์
  instagram story viewer
• ไซโตพลาสซึม: เรียกอีกอย่างว่าไซโตซอล ไซโตพลาสซึมเป็นเมทริกซ์เจลาตินัสของน้ำและโปรตีนที่ทำหน้าที่เป็นสารภายในเซลล์ ปฏิกิริยาที่สำคัญจำนวนหนึ่งเกิดขึ้นที่นี่ และนี่คือตำแหน่งที่พบไรโบโซมส่วนใหญ่
• ไรโบโซม: พบในไซโตพลาสซึมของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดและที่อื่นๆ ในยูคาริโอต สิ่งเหล่านี้คือ "โรงงาน" โปรตีนของเซลล์ และประกอบด้วยสองหน่วยย่อย พวกเขามีเว็บไซต์ที่ การแปล เกิดขึ้น

ยูคาริโอต มีเซลล์ที่ซับซ้อนมากขึ้น ประกอบด้วย ออร์แกเนลล์ซึ่งล้อมรอบด้วยเมมเบรนพลาสมาคู่แบบเดียวกันที่ล้อมรอบเซลล์ทั้งหมด (เยื่อหุ้มเซลล์) ออร์แกเนลล์เหล่านี้บางส่วน ที่โดดเด่นที่สุดคือ เอนโดพลาสมิกเรติคูลัมโฮสต์ไรโบโซมจำนวนมาก คลอโรพลาสต์ ของพืชก็มีเช่นเดียวกับ ไมโตคอนเดรีย ของยูคาริโอตทั้งหมด

เอนโดพลาสมิกเรติคิวลัม (ER) เป็นเหมือน "ทางหลวง" ระหว่างนิวเคลียสของเซลล์และไซโตพลาสซึม และแม้แต่เยื่อหุ้มเซลล์เอง มันส่งผลิตภัณฑ์โปรตีนไปรอบ ๆ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมไรโบโซมจึงเป็นประโยชน์สำหรับไรโบโซมซึ่งทำให้โปรตีนเหล่านั้นเป็นเพื่อนบ้านกับ ER

เมื่อเห็นไรโบโซมจับกับ ER ผลลัพธ์จะเรียกว่า ER .หยาบ (RER). ER ที่ไม่ถูกแตะต้องโดยไรโบโซมเรียกว่า ER .เรียบ (SER).

การแปล เป็นขั้นตอนสุดท้ายในกระบวนการของเซลล์ตามคำสั่งทางพันธุกรรม มันเริ่มต้นในแง่หนึ่งด้วยการสร้างดีเอ็นเอ ผู้ส่งสาร RNA (mRNA) ในกระบวนการที่เรียกว่า การถอดความ. mRNA เป็น "ภาพสะท้อน" ของ DNA ที่คัดลอกมา แต่มีข้อมูลเดียวกัน จากนั้น mRNA จะเกาะติดกับไรโบโซม

mRNA เข้าร่วมกับไรโบโซมโดยโมเลกุลจำเพาะของ โอน RNA (tRNA) ที่จับกับกรดอะมิโนเพียงตัวเดียวจาก 20 ชนิดที่พบในธรรมชาติ ที่ กรดอะมิโน สารตกค้างถูกนำไปยังไซต์ - นั่นคือ tRNA มาถึง – ถูกกำหนดโดยลำดับเบสของนิวคลีโอไทด์บนสาย mRNA

mRNA ประกอบด้วยเบสสี่ชนิด (A, C, G และ U) และข้อมูลสำหรับกรดอะมิโนที่กำหนดมีอยู่ในสามเบสที่ต่อเนื่องกันเรียกว่า ทริปเปิ้ลโคดอน (หรือบางครั้งก็แค่ โคดอน) เช่น ACG, CCU เป็นต้น ซึ่งหมายความว่ามี4³หรือ 64 codon ที่แตกต่างกัน นี่เป็นมากเกินพอที่จะเข้ารหัสกรดอะมิโน 20 ตัว และนี่คือสาเหตุที่กรดอะมิโนบางตัวถูกเข้ารหัสโดยโคดอนมากกว่าหนึ่งตัว (ความซ้ำซ้อน)

กรดอะมิโนเป็นหน่วยการสร้างโปรตีน. โดยที่โปรตีนประกอบด้วยพอลิเมอร์ของกรดอะมิโนเรียกอีกอย่างว่า โพลีเปปไทด์กรดอะมิโนเป็นโมโนเมอร์ของสายโซ่เหล่านี้

(ความแตกต่างระหว่างพอลิเปปไทด์และโปรตีนนั้นขึ้นอยู่กับเหตุผลส่วนใหญ่)

กรดอะมิโนประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนตรงกลางที่เชื่อมต่อกับองค์ประกอบที่แตกต่างกันสี่อย่าง: อะตอมไฮโดรเจน (H) หมู่อะมิโน (NH₂) กลุ่มกรดคาร์บอกซิลิก (COOH) และสาย R-side ที่ให้กรดอะมิโนแต่ละตัวมีสูตรเฉพาะและคุณสมบัติทางเคมีที่โดดเด่น โซ่ข้างบางตัวมีความเกี่ยวพันกับน้ำและโมเลกุลที่มีขั้วไฟฟ้าอื่น ๆ ในขณะที่สายด้านข้างของกรดอะมิโนอื่น ๆ มีพฤติกรรมตรงกันข้าม

การสังเคราะห์โปรตีน ซึ่งเป็นเพียงการเติมกรดอะมิโนจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง เกี่ยวข้องกับการเชื่อมโยงหมู่อะมิโนของกรดอะมิโนหนึ่งตัวกับหมู่คาร์บอกซิลของอีกกลุ่มหนึ่ง นี้เรียกว่า การเชื่อมโยงเปปไทด์และส่งผลให้สูญเสียโมเลกุลของน้ำ

ไรโบโซมสามารถกล่าวได้ว่าประกอบด้วย ไรโบนิวคลีโอโปรตีนเนื่องจากตามที่อธิบายไว้ข้างต้น พวกมันประกอบขึ้นจากการผสมผสานของ rRNA และโปรตีนที่ไม่เท่ากัน ประกอบด้วยหน่วยย่อยสองหน่วยที่จำแนกตามพฤติกรรมการตกตะกอน: ขนาดใหญ่ ยูนิตย่อย 50S และขนาดเล็ก หน่วยย่อย 30S. ("S" ในที่นี้หมายถึงหน่วย Svedberg)

หน่วยย่อยขนาดใหญ่ประกอบด้วยโปรตีน 34 ชนิด พร้อมด้วย rRNA สองประเภท ชนิด 23S และชนิด 5S หน่วยย่อยขนาดเล็กประกอบด้วยโปรตีน 21 ชนิดและ rRNA ชนิดหนึ่งที่เช็คอินที่ 16S โปรตีนเพียงตัวเดียวที่เหมือนกันสำหรับหน่วยย่อยทั้งสอง

ส่วนประกอบของหน่วยย่อยนั้นสร้างขึ้นเองใน นิวเคลียส ภายในนิวเคลียสของโปรคาริโอต จากนั้นพวกมันจะถูกส่งผ่านรูพรุนในเปลือกนิวเคลียร์ไปยังไซโตพลาสซึม

ไรโบโซมไม่มีอยู่ในรูปแบบที่ประกอบกันอย่างสมบูรณ์จนกว่าจะถูกเรียกให้ทำหน้าที่ของตน นั่นคือหน่วยย่อยใช้เวลา "เวลาว่าง" ทั้งหมดตามลำพัง ดังนั้นเมื่อการแปลกำลังดำเนินการในส่วนใดส่วนหนึ่งของเซลล์ที่กำหนด หน่วยย่อยของไรโบโซมในบริเวณใกล้เคียงก็เริ่มทำความคุ้นเคยอีกครั้ง

หน้าที่ส่วนใหญ่ของหน่วยย่อยที่ใหญ่กว่าเกี่ยวข้องกับ ตัวเร่งปฏิกิริยาหรือการเร่งปฏิกิริยาเคมี โดยปกติขอบเขตของโปรตีนที่เรียกว่า เอนไซม์แต่สารชีวโมเลกุลอื่นๆ บางครั้งก็ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเช่นกัน และตัวอย่างบางส่วนของหน่วยย่อยไรโบโซมขนาดใหญ่ก็เป็นตัวอย่าง สิ่งนี้ทำให้องค์ประกอบการทำงาน a ไรโบไซม์.

ในทางตรงกันข้าม ยูนิตย่อยขนาดเล็กดูเหมือนว่าจะมีฟังก์ชันตัวถอดรหัสมากกว่า โดยได้รับการแปลผ่านจุดเริ่มต้นมาก โดยการล็อกเข้ายูนิตย่อยขนาดใหญ่ด้านขวาที่จุดที่ถูกต้องในเวลาที่เหมาะสม แบกสิ่งที่คู่ต้องการไปยัง ฉาก.

การแปลมีสามขั้นตอนหลัก: การเริ่มต้นการยืดตัว และ การเลิกจ้าง. เพื่อสรุปแต่ละส่วนของการถอดความโดยสังเขป:

การเริ่มต้น: ในขั้นตอนนี้ mRNA ที่เข้ามาจับกับจุดบนยูนิตย่อยเล็กๆ ของไรโบโซม โคดอน mRNA จำเพาะทำให้เกิดการเริ่มต้นโดย tRNA-เมไทโอนีน. มันถูกเชื่อมเข้าด้วยกันโดยการรวมกันของ tRNA-amino acid ที่กำหนดโดยลำดับ mRNA ของ ฐานไนโตรเจน. คอมเพล็กซ์นี้เชื่อมต่อกับหน่วยย่อยไรโบโซมขนาดใหญ่

การยืดตัว: ในขั้นตอนนี้ โพลีเปปไทด์จะถูกประกอบเข้าด้วยกัน เมื่อสารเชิงซ้อนของกรดอะมิโน-tRNA ที่เข้ามาแต่ละตัวเพิ่มกรดอะมิโนไปยังตำแหน่งการจับ สิ่งนี้จะถูกถ่ายโอนไปยัง จุดที่อยู่ใกล้เคียงบนไรโบโซม ซึ่งเป็นตำแหน่งจับที่สองที่ยึดสายกรดอะมิโนที่กำลังเติบโต (กล่าวคือ โพลีเปปไทด์) ดังนั้นกรดอะมิโนที่เข้ามาจึง "ส่งผ่าน" จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งบนไรโบโซม

การสิ้นสุด: เมื่อ mRNA อยู่ที่ส่วนท้ายของข้อความ มันจะส่งสัญญาณด้วยลำดับเบสเฉพาะที่แฟล็ก "หยุด" สิ่งนี้ทำให้เกิดการสะสมของ "ปัจจัยการปลดปล่อย" ที่ป้องกันการจับตัวของกรดอะมิโนใด ๆ กับ โพลีเปปไทด์ การสังเคราะห์โปรตีนที่ตำแหน่งไรโบโซมนี้เสร็จสมบูรณ์แล้ว