Значення вільних рибосом

Однією з найважливіших функцій живих клітин є вироблення білків, необхідних для виживання організму. Білки надають організму форму і структуру і як ферменти регулюють біологічну активність. Для виробництва білків клітині потрібно зчитувати та інтерпретувати генетичну інформацію, що зберігається в її дезоксирибонуклеїновій кислоті або ДНК. Місцями клітинного синтезу білка є рибосоми, які можуть бути вільними або зв’язаними. Важливість вільної рибосоми полягає в тому, що там починається синтез білка.

ДНК - довгий молекулярний ланцюг, що складається з цукру та фосфатних груп, що чергуються. Одна з чотирьох можливих азотовмісних основ нуклеотидів - А, С, Т і G - звисає з кожного цукру. Послідовність підстав вздовж ланцюга ДНК визначає послідовність амінокислот, що утворюють білки. Рибонуклеїнова кислота, або РНК, передає додаткову копію частини молекули ДНК - гена - до рибосом, які є крихітними гранулами, що складаються з РНК та білка. РНК нагадує ДНК, за винятком того, що її цукрові групи містять зайвий атом кисню, і вона замінює U-нуклеотидну основу на Т-основу ДНК. Рибосоми створюють білки відповідно до інформації, що зберігається в інформаційній РНК, або мРНК.

Правила транскрипції ДНК в РНК визначають відповідність між основами гена і базами мРНК. Наприклад, основа A у гені визначає основу U у ланцюжку мРНК. Подібним чином, підстави T, C та G гена визначають підстави A, G та C відповідно в мРНК. Генетична інформація, що міститься в мРНК, набуває форми триплетів нуклеотидних основ, які називаються кодонами. Наприклад, ДНК-триплет TAA створює РНК-триплет UTT. Отже, ланцюги ДНК та РНК містять додаткову, але унікальну інформацію, кодовану в послідовності нуклеотидних основ. Майже кожен триплет кодує певну амінокислоту, хоча кілька триплетів визначають кінець гена. Кілька різних триплетів можуть кодувати одну і ту ж амінокислоту.

Клітина виробляє рибосоми безпосередньо з рибосомної РНК, або рРНК, кодованої специфічними генами ДНК. РРНК поєднується з білками, утворюючи великі та малі субодиниці. Дві субодиниці з’єднуються лише під час синтезу білка. У прокаріотичній клітині - тобто клітці без організованого ядра - субодиниці рибосоми вільно плавають усередині клітинної рідини або цитозолю. В еукаріотів ферменти в ядрі клітини будують субодиниці рибосоми. Потім ядро ​​експортує субодиниці до цитозолю. Деякі з рибосом можуть тимчасово зв'язуватися з клітинною органелою, яка називається ендоплазматичним ретикулумом, або ER при побудові білків, тоді як інші рибосоми залишаються вільними, оскільки вони синтезують білки.

Менша субодиниця вільної рибосоми захоплює ланцюг мРНК, щоб розпочати синтез білка. Потім більша субодиниця підключається і починає трансляцію кожного кодону мРНК. Це передбачає оголення та позиціонування кожного кодону мРНК, щоб ферменти могли ідентифікувати та приєднати амінокислоту, відповідну поточному кодону. Молекула переносної РНК, або тРНК, з доповнюючим антикодоном замикається у більшій субодиниці, позначеній амінокислотою. Потім ферменти переносять амінокислоту в зростаючий білковий ланцюг, виганяють відпрацьовану тРНК для повторного використання і виставляють наступний кодон мРНК. Після закінчення рибосома вивільняє новий білок і дві субодиниці роз’єднуються.