Яку роль виконує рибосом у перекладі?

Рибосоми є дуже різноманітними білковими структурами, знайденими у всіх клітинах. У прокаріотичних організмів, до складу яких входить Бактерії і Археї домени, рибосоми вільно «плавають» у цитоплазмі клітин. В Еукаріота домен, рибосоми також вільно містяться в цитоплазмі, але багато інших прикріплені до деяких органел цих еукаріотичних клітин, що складають тваринний, рослинний та грибковий світи.

Ви можете побачити, що деякі джерела називають рибосоми органелами, тоді як інші стверджують, що відсутність навколишньої мембрани та існування у прокаріотів позбавляє їх цього статусу. Ця дискусія передбачає, що рибосоми насправді відрізняються від органел.

Функція рибосом полягає у виробництві білків. Вони роблять це в процесі, відомому як переклад, який передбачає прийняття інструкцій, закодованих в рибонуклеїновій кислоті (мРНК), та використання їх для збирання білків з амінокислоти.

Клітини прокаріотів є найпростішими клітинами, і одна клітина практично завжди відповідає за весь організм - це цей клас живих істот, що охоплює таксономічні класифікаційні області

Докладніше про визначення, будову та функції прокаріотів.

Оскільки прокаріоти мають менші метаболічні потреби, ніж складніші організми, вони мають відносно низьку щільність рибосоми у своєму складі, оскільки їм не потрібно брати участь у трансляції стільки різних білків, скільки більш складних клітини роблять.

Еукаріотичні клітини, що міститься в рослинах, тваринах та грибах, що складають домен Еукаріота, є набагато складнішими, ніж їхні аналоги. На додаток до чотирьох основних клітинних компонентів, перерахованих вище, ці клітини мають ядро ​​та ряд інших зв’язаних з мембраною структур, які називаються органелами. Як ви побачите, одна з цих органел, ендоплазматична сітка, має близькі стосунки з рибосомами.

Для трансляції має існувати ланцюг мРНК для трансляції. МРНК, у свою чергу, може бути присутнім лише за умови транскрипції.

Транскрипція це процес, за допомогою якого послідовність нуклеотидних основ ДНК організму кодує свої гени або довжини ДНК, що відповідають певному білковому продукту, у відповідній молекулі РНК. Нуклеотиди в ДНК мають абревіатури A, C, G і T, тоді як РНК включає перші три з них, але замінює U на T.

Коли подвійний ланцюг ДНК розмотується на два ланцюги, транскрипція може відбуватися вздовж одного з них. Це робиться передбачуваним чином, оскільки А в ДНК транскрибується в U в мРНК, C в G, G в C і T в A. Потім мРНК залишає ДНК (а у еукаріотів - ядро; у прокаріотів ДНК сидить у цитоплазмі в одній, маленькій, кільцеподібній хромосомі) і рухається крізь цитоплазму до зустрічі з рибосомою, де починається трансляція.

Призначення рибосом - служити місцями трансляції. Перш ніж вони зможуть допомогти скоординувати це завдання, їх самих потрібно об’єднати, оскільки рибосоми існують лише у своїй функціональній формі, коли вони активно працюють як виробники білка. За умов спокою рибосоми розпадаються на пара субодиниць, одна велика і одна мала.

Деякі клітини ссавців мають до 10 мільйонів різних рибосом. У еукаріотів деякі з них виявляються приєднаними до ендоплазматичного ретикулуму (ER), в результаті чого відбувається так зване грубий ендоплазматичний ретикулум (RER). Крім того, рибосоми можна знайти в мітохондріях еукаріотів та в хлоропластах рослинних клітин.

Деякі рибосоми можуть приєднувати амінокислоти, що повторюються одиниці білків, один до одного зі швидкістю 200 на хвилину або більше трьох на секунду. Вони мають кілька сайтів зв'язування через безліч молекул, які беруть участь у трансляції, в тому числі передача РНК (тРНК), мРНК, амінокислоти та зростаючий поліпептидний ланцюг, до якого приєднані амінокислоти.

Рибосоми зазвичай описуються як білки. Приблизно на дві третини маси рибосом, однак, складається з виду РНК, що називається, досить влучно, рибосомною РНК (рРНК). Вони не оточені подвійною плазматичною мембраною, як органели та клітина в цілому. Однак вони мають власну мембрану.

Розмір рибосомних субодиниць вимірюється не строго в масі, а в кількості, що називається одиницею Сведберга (S). Вони описують седиментаційні властивості субодиниць. Рибосоми мають субодиницю 30S і субодиницю 50S. Більший із двох функціонує переважно як каталізатор під час трансляції, тоді як менший працює здебільшого як декодер.

У рибосомах еукаріотів знаходиться близько 80 різних білків, 50 і більше з яких є унікальними для рибосом. Як зазначалося, на ці білки припадає приблизно третина загальної маси рибосом. Вони виробляються в ядрі всередині ядра, а потім експортуються в цитоплазму.

Детальніше про визначення, будову та функції рибосом.

Білки є довгими ланцюгами амінокислоти, яких є 20 різних сортів. Амінокислоти пов'язані між собою, утворюючи ці ланцюги взаємодіями, відомими як пептидні зв'язки.

Усі амінокислоти містять три області: аміногрупу, групу карбонової кислоти та бічний ланцюг, що зазвичай називається "R-ланцюгом" мовою біохіміків. Аміногрупа та карбонова кислота є незмінними; таким чином, природа R-ланцюга визначає унікальну структуру та поведінку амінокислоти.

Деякі амінокислоти є гідрофільний через їх бічні ланцюги, тобто вони "шукають" води; інші є гідрофобний і протистояти взаємодії з поляризованими молекулами. Це, як правило, диктує, як амінокислоти в білку збиратимуться у тривимірному просторі один раз поліпептидний ланцюг стає достатньо довгим, щоб взаємодії між сусідніми амінокислотами перетворилися на проблема.

МРНК, що надходить, зв’язується з рибосомами, щоб ініціювати процес трансляції. У еукаріотів одна ланцюг мРНК кодує лише один білок, тоді як у прокаріотів ланцюг мРНК може включати декілька генів і, отже, кодує багато білкових продуктів. Під час фаза ініціації, метіонін - це завжди амінокислота, кодована вперше, як правило, за базовою послідовністю AUG. Насправді кожна амінокислота кодується специфічною триосновною послідовністю на мРНК (а іноді більше однієї послідовності кодує одну і ту ж амінокислоту).

Цей процес увімкнено за допомогою місця «стикування» на невеликій рибосомній субодиниці. Тут і метіоніл-тРНК (спеціалізована молекула РНК, що транспортує метіонін), і мРНК зв’язуються з рибосомою, надходить ближче один до одного і дозволяючи мРНК направляти потрібні молекули тРНК (їх 20, по одній для кожної амінокислоти) до прибути. Це сайт "А". В іншій точці лежить ділянка "Р", де зростаючий поліпептидний ланцюг залишається пов'язаним з рибосомою.

У міру того, як трансляція прогресує за межі ініціювання метіоніном, як і кожна нова вхідна амінокислота викликаний на сайт "А" кодоном мРНК, він незабаром переміщується до поліпептидного ланцюга на "Р" сайт (фаза подовження). Це дозволяє наступному тринуклеотидному кодону в послідовності мРНК викликати наступний необхідний тРНК-амінокислотний комплекс тощо. Зрештою білок комплектується і вивільняється з рибосоми (фаза припинення).

Термінація ініціюється стоп-кодонами (UAA, UAG або UGA), які не мають відповідних тРНК, але натомість сигналізують про фактори вивільнення, щоб покласти край синтезу білка. Поліпептид відправляється, і дві рибосомальні субодиниці відокремлюються.