Tüm canlılar çeşitli işlevler için proteinlere ihtiyaç duyar. Hücreler içinde bilim adamları, ribozomları bu proteinlerin yapımcıları olarak tanımlar. Ribozomal DNA (rDNA)aksine, bu proteinler için öncü genetik kod olarak hizmet eder ve başka işlevleri de yerine getirir.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Ribozomlar, organizma hücrelerinin içinde protein fabrikaları olarak hizmet eder. Ribozomal DNA (rDNA), bu proteinlerin öncü kodudur ve hücrede diğer önemli işlevlere hizmet eder.
Ribozom Nedir?
Bir tanımlayabilir ribozomlar moleküler protein fabrikaları gibi. En basit anlatımıyla ribozom, tüm canlıların hücrelerinde bulunan bir organel türüdür. Ribozomlar her ikisi de içinde serbestçe yüzebilir. sitoplazma bir hücrenin yüzeyinde bulunabilir veya endoplazmik retikulum (ER). ER'nin bu kısmı kaba ER olarak adlandırılır.
Proteinler ve nükleik asitler ribozomları içerir. Bunların çoğu nükleolustan gelir. Ribozomlar, biri diğerinden daha büyük olan iki alt birimden oluşur. Bakteriler ve arkebakteriler gibi daha basit yaşam formlarında ribozomlar ve alt birimleri, daha gelişmiş yaşam formlarına göre daha küçüktür.
Bu daha basit organizmalarda, ribozomlara 70S ribozomları denir ve 50S alt birimi ve 30S alt biriminden oluşur. “S”, bir santrifüjdeki moleküller için sedimantasyon hızını ifade eder.
İnsanlar, bitkiler ve mantarlar gibi daha karmaşık organizmalarda ribozomlar daha büyüktür ve 80S ribozomları olarak adlandırılır. Bu ribozomlar, sırasıyla bir 60S ve bir 40S alt biriminden oluşur. mitokondri kendi 70S ribozomlarına sahip olması, ökaryotların mitokondriyi bakteri olarak tükettiği, ancak onları yararlı ortakyaşamlar olarak koruduğu eski bir olasılığa işaret ediyor.
Ribozomlar 80 kadar proteinden yapılabilir ve kütlelerinin çoğu ribozomal RNA (rRNA).
Ribozomlar Ne Yapar?
ribozomun başlıca işlevi proteinler inşa etmektir. Bunu, hücrenin çekirdeğinden verilen bir kodu çevirerek yapar. mRNA (haberci ribonükleik asit). Bu kodu kullanarak, ribozom, kendisine getirilen amino asitlere bitişik olacaktır. tRNA (transfer ribonükleik asit).
Nihayetinde bu yeni polipeptit sitoplazmaya salınacak ve yeni, işleyen bir protein olarak daha da modifiye edilecektir.
Protein Üretiminin Üç Adımı
Genel olarak ribozomları protein fabrikaları olarak tanımlamak kolay olsa da, gerçek durumu anlamaya yardımcı olur. protein üretim aşamaları. Yeni bir proteinin zarar görmemesini sağlamak için bu adımlar verimli ve doğru bir şekilde yapılmalıdır.
Protein üretiminin ilk adımı (aka tercüme) denir başlatma. Özel proteinler, mRNA'yı bir yarık yoluyla girdiği ribozomun daha küçük alt birimine getirir. Daha sonra tRNA hazırlanır ve başka bir yarıktan geçirilir. Bu moleküllerin tümü, ribozomun daha büyük ve daha küçük alt birimleri arasına bağlanarak aktif bir ribozom oluşturur. Daha büyük alt birim öncelikle bir katalizör olarak çalışırken, daha küçük alt birim bir kod çözücü olarak çalışır.
İkinci adım, uzama, mRNA "okunduğunda" başlar. tRNA bir amino asitve bu süreç amino asit zincirini uzatarak tekrar eder. Amino asitler sitoplazmadan alınır; yiyeceklerle beslenirler.
Sonlandırma protein üretiminin sonunu temsil eder. Ribozom, protein oluşumunu tamamlaması talimatını veren genin bir dizisi olan bir durdurma kodonunu okur. Salım faktörü proteinleri adı verilen proteinler, ribozomun tüm proteini sitoplazmaya salmasına yardımcı olur. Yeni salınan proteinler katlanabilir veya modifiye edilebilir. çeviri sonrası değişiklik.
Ribozomlar, amino asitleri bir araya getirmek için yüksek hızda çalışabilir ve bazen dakikada 200 tanesine katılabilir! Daha büyük proteinlerin oluşturulması birkaç saat sürebilir. Ribozomların yaptığı proteinler, yaşam için gerekli işlevleri yerine getirerek kasları ve diğer dokuları oluşturur. Bir memelinin hücresi, 10 milyar kadar protein molekülü ve 10 milyon ribozom içerebilir! Ribozomlar işlerini tamamladığında alt birimleri ayrılır ve geri dönüştürülebilir veya parçalanabilir.
Araştırmacılar, yeni antibiyotikler ve diğer ilaçlar yapmak için ribozom bilgilerini kullanıyorlar. Örneğin, bakterilerin içindeki 70S ribozomlarına hedefli bir saldırı gerçekleştiren yeni antibiyotikler var. Bilim adamları ribozomlar hakkında daha fazla şey öğrendikçe, şüphesiz yeni ilaçlara yönelik daha fazla yaklaşım ortaya çıkacaktır.
Ribozomal DNA Nedir?
ribozomal DNAveya ribozomal deoksiribonükleik asit (rDNA), ribozomları oluşturan ribozomal proteinleri kodlayan DNA'dır. Bu rDNA, insan DNA'sının nispeten küçük bir bölümünü oluşturur, ancak rolü birkaç işlem için çok önemlidir. Ökaryotlarda bulunan RNA'nın çoğu, rDNA'dan kopyalanan ribozomal RNA'dan gelir.
Bu transkripsiyon rDNA hücre döngüsü sırasında belirlenir. rDNA'nın kendisi, hücrenin çekirdeğinin içinde bulunan çekirdekçikten gelir.
Hücrelerdeki rDNA üretim düzeyi, stres ve besin düzeyine bağlı olarak değişir. Açlık olduğunda, rDNA'nın transkripsiyonu düşer. Bol kaynak olduğunda, rDNA üretimi hızlanır.
Ribozomal DNA, hücrelerin metabolizmasını, gen ekspresyonunu, strese tepkiyi ve hatta yaşlanmayı kontrol etmekten sorumludur. Hücre ölümünü veya tümör oluşumunu önlemek için stabil bir rDNA transkripsiyon seviyesi olması gerekir.
rDNA'nın ilginç bir özelliği, geniş bir dizi tekrarlanan genler. rRNA için gerekenden daha fazla rDNA tekrarı vardır. Bunun nedeni belirsiz olsa da, araştırmacılar bunun gelişmedeki farklı noktalar olarak farklı protein sentezi oranlarına duyulan ihtiyaçla ilgili olabileceğini düşünüyor.
Bu tekrarlayan rDNA dizileri, genomik bütünlük ile ilgili sorunlara yol açabilir. Yazılması, çoğaltılması ve onarılması zordur, bu da hastalıklara yol açabilecek genel istikrarsızlığa yol açar. rDNA transkripsiyonu daha yüksek bir oranda gerçekleştiğinde, rDNA'da kopmalar ve diğer hatalar için artan bir risk vardır. Tekrarlayan DNA'nın düzenlenmesi organizmanın sağlığı için önemlidir.
rDNA ve Hastalık için Önemi
Ribozomal DNA (rDNA) sorunları, nörodejeneratif bozukluklar ve kanser dahil olmak üzere insanlarda bir dizi hastalıkla ilişkilendirilmiştir. daha büyük olduğunda rDNA'nın kararsızlığı, sorunlar oluşur. Bunun nedeni, rDNA'da bulunan ve mutasyonlara neden olan rekombinasyon olaylarına duyarlı olan tekrarlanan dizilerdir.
Bazı hastalıklar artan rDNA kararsızlığından (ve zayıf ribozom ve protein sentezinden) kaynaklanabilir. Araştırmacılar, Cockayne sendromu, Bloom sendromu, Werner sendromu ve ataksi-telanjiektazi hastalarından alınan hücrelerin artan rDNA kararsızlığı içerdiğini bulmuşlardır.
DNA tekrar kararsızlığı da bir dizi örnekte gösterilmiştir. nörolojik hastalıklar Huntington hastalığı, ALS (amyotrofik lateral skleroz) ve frontotemporal demans gibi. Bilim adamları, rDNA ile ilişkili nörodejenerasyonun, rDNA hasarı ve zayıf rRNA transkriptleri veren yüksek rDNA transkripsiyonundan kaynaklandığını düşünüyor. Ribozom üretimiyle ilgili sorunlar da rol oynayabilir.
bir dizi katı tümör kanserleri birkaç tekrar dizisi de dahil olmak üzere rDNA'nın yeniden düzenlenmesini sergiler. rDNA kopya sayıları, ribozomların nasıl oluştuğunu ve dolayısıyla proteinlerinin nasıl geliştiğini etkiler. Ribozomlar tarafından hızlandırılmış protein üretimi, ribozomal DNA tekrar dizileri ile tümör gelişimi arasındaki bağlantıya dair bir ipucu sağlar.
Umut o roman kanser Tekrarlayan rDNA nedeniyle tümörlerin kırılganlığından yararlanan tedaviler yapılabilir.
Ribozomal DNA ve Yaşlanma
Bilim adamları son zamanlarda rDNA'nın da rol oynadığına dair kanıtları ortaya çıkardılar. yaşlanma. Araştırmacılar, hayvanlar yaşlandıkça rDNA'larının epigenetik bir değişime uğradığını buldular. metilasyon. Metil grupları DNA dizisini değiştirmezler, ancak genlerin nasıl ifade edildiğini değiştirirler.
Yaşlanmadaki bir başka potansiyel ipucu, rDNA tekrarlarının azalmasıdır. rDNA ve yaşlanmanın rolünü aydınlatmak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.
Bilim adamları rDNA ve bunun ribozomları ve protein gelişimini nasıl etkileyebileceği hakkında daha fazla bilgi edindikçe, geriye kalan harika şeyler var. Sadece yaşlanmayı değil, kanser ve nörolojik gibi zararlı durumları da tedavi edecek yeni ilaçlar vaat ediyor. bozukluklar.