Карактеристике рибосома, типови, структура, функције



Тхе рибосоми оне су најзаступљеније ћелијске органеле и укључене су у синтезу протеина. Они нису окружени мембраном и формирани су од двије врсте подјединица: велике и мале, по правилу велика подјединица је готово двоструко већа од мале..

Прокариотска линија има 70С рибосома састављених од велике 50С подјединице и мале 30С. Слично томе, рибозоми еукариотске лозе се састоје од велике подјединице 60С и мале 40С подјединице..

Рибосом је аналоган фабрици у покрету, способан да чита РНК, преводи је у амино киселине и везује их пептидним везама..

Рибосоми су еквивалентни скоро 10% укупних бактерија и више од 80% укупне количине РНК. У случају еукариота, они нису толико богати у односу на друге протеине, али је њихов број већи.

Године 1950. истраживач Георге Паладе први пут је визуализирао рибосоме и ово откриће је добило Нобелову награду за физиологију или медицину..

Индек

  • 1 Опште карактеристике
  • 2 Структура
  • 3 Типови
    • 3.1 Рибосоми у прокариотима
    • 3.2 Рибосоми у еукариота
    • 3.3 Рибосоми у Аркуеасу
    • 3.4 Коефицијент седиментације
  • 4 Функције
    • 4.1 Превођење протеина
    • 4.2 Пренос РНК
    • 4.3 Хемијски кораци синтезе протеина
    • 4.4 Рибозоми и антибиотици
  • 5 Синтеза рибозома
    • 5.1 Гени за рибозомалну РНК
  • 6 Порекло и еволуција
  • 7 Референце

Опште карактеристике

Рибозоми су есенцијалне компоненте свих ћелија и односе се на синтезу протеина. Врло су мале величине тако да се могу визуализирати само у свјетлу електронског микроскопа.

Рибозоми су слободни у цитоплазми ћелије, усидрени на груби ендоплазматски ретикулум - рибозоми дају тај "наборани" изглед - иу неким органелима, као што су митохондрије и хлоропласти.

Рибосоми везани за мембране одговорни су за синтезу протеина који ће бити убачени у плазматску мембрану или послати у спољашње ћелије.

Слободни рибозоми, који нису повезани ни са једном структуром у цитоплазми, синтетишу протеине чије је одредиште унутрашњост ћелије. Коначно, рибозоми митохондрија синтетишу протеине за митохондријску употребу.

На исти начин, неколико рибозома се може спојити и формирати "полирибосоме", формирајући ланац везан за РНК, синтетизујући исти протеин, више пута и истовремено

Сви се састоје од две подјединице: једна се зове велика или већа, а друга мања или мања.

Неки аутори сматрају да су рибозоми не-мембранске органеле, јер им недостају ове липидне структуре, иако их други истраживачи не сматрају органелима..

Структура

Рибосоми су мале ћелијске структуре (од 29 до 32 нм, у зависности од групе организама), заобљене и густе, састављене од рибозомалних РНК и протеинских молекула, који су међусобно повезани..

Највише проучавани рибозоми су еубактерије, археје и еукариоте. У првој лози рибозоми су једноставнији и мањи. Са друге стране, еукариотски рибозоми су сложенији и већи. У архејама, рибозоми су више слични у обе групе у одређеним аспектима.

Рибозоми кичмењака и ангиосперми (цвјетнице) су посебно комплексни.

Свака рибосомска подјединица се састоји углавном од рибосомске РНК и великог броја протеина. Велика подјединица се може састојати од малих РНК молекула, поред рибосомске РНК.

Протеини су везани за рибосомалну РНК у специфичним регионима, пратећи ред. Унутар рибозома може се разликовати неколико активних места, као што су каталитичке зоне.

Рибосомска РНК је од пресудног значаја за ћелију и то се може видети у њеној секвенци, која је практично непромењена током еволуције, одражавајући високе селективне притиске против било које промене..

Типови

Рибосоми у прокариотима

Бактерије, као Е. цоли, имају више од 15.000 рибосома (у пропорцијама ово је еквивалентно скоро четвртини суве тежине бактеријске ћелије).

Рибосоми у бактеријама имају пречник од око 18 нм и састављени су од 65% рибосомске РНК и само 35% протеина различитих величина, између 6.000 и 75.000 кДа..

Велика подјединица се зове 50С и мала 30С, која се комбинирају да формирају структуру 70С са молекулском масом од 2.5 × 10.6 кДа.

Подјединица 30С је издужена и није симетрична, док је 50С дебља и краћа.

Мала подјединица Е. цоли састоји се од 16С рибосомалне РНА (1542 базе) и 21 протеина, ау великој подјединици су 23С рибосомалне РНА (2904 базе), 5С (1542 базе) и 31 протеини. Протеини који их састављају су основни и број варира у зависности од структуре.

Молекули рибосомске РНК, заједно са протеинима, груписани су у секундарној структури слично другим типовима РНК..

Рибосоми у Еукариотима

Рибозоми у еукариотима (80С) су већи, са већим садржајем РНК и протеина. РНК су дуже и називају се 18С и 28С. Као и код прокариота, у саставу рибозома доминира рибосомска РНК.

У овим организмима рибозом има молекулску масу од 4,2 × 106 кДа и разграђена је на 40С и 60С подјединицу.

Подјединица 40С садржи један молекул РНК, 18С (1874 базе) и око 33 протеина. Слично томе, 60С подјединица садржи 28С РНА (4718 база), 5.8С (160 база) и 5С (120 база). Поред тога, састављен је од основних протеина и киселих протеина.

Рибосоми у Аркуеасу

Археје су група микроскопских организама који личе на бактерије, али се разликују по многим карактеристикама које чине одвојени домен. Живе у различитим срединама и могу да колонизују екстремна окружења.

Типови рибосома који се налазе у архејама су слични рибозомима еукариотских организама, иако имају и одређене карактеристике бактеријских рибосома..

Има три типа молекула рибосомске РНК: 16С, 23С и 5С, везани за 50 или 70 протеина, у зависности од врсте студије. С обзиром на величину, рибозоми археје су ближе бактеријским (70С са две подјединице 30С и 50С), али по својој примарној структури ближе су еукариотима.

Пошто археје обично настањују околину са високим температурама и високим концентрацијама соли, њихови рибозоми су високо отпорни.

Коефицијент седиментације

С или Сведбергс се односи на коефицијент седиментације честице. Изражава везу између константне брзине таложења између примењеног убрзања. Ова мјера има временске димензије.

Имајте на уму да Сведбергови нису адитиви, јер узимају у обзир масу и облик честице. Из тог разлога, код бактерија рибосом састављен од 50С и 30С подјединица не додаје 80С, такође 40С и 60С подјединице не формирају 90С рибозом.

Функције

Рибозоми су одговорни за посредовање у процесу синтезе протеина у ћелијама свих организама, као универзални биолошки механизам.

Рибозоми - заједно са преносном РНК и курирском РНК - успевају да декодирају ДНК поруку и интерпретирају је у низу аминокиселина које формирају све протеине организма, у процесу који се зове превод.

У светлу биологије, превод речи се односи на промену "језика" са нуклеотидних тројки на аминокиселине.

Ове структуре су централни део превода, где се одвија већина реакција, као што је формирање пептидних веза и ослобађање новог протеина.

Превод протеина

Процес формирања протеина почиње везивањем између РНК и рибозома. Гласник се креће кроз ову структуру на одређеном крају названом "кодон за почетак ланца".

Како РНА пролази кроз рибозом, формира се молекул протеина, јер рибозом може да протумачи поруку која је кодирана у гласнику..

Ова порука је кодирана у тројкама нуклеотида, у којима свака три базе указују на одређену амино киселину. На пример, ако РНК носи секвенцу: АУГ АУУ ЦУУ УУГ ГЦУ, настали пептид се састоји од аминокиселина: метионина, изолеуцина, леуцина, леуцина и аланина..

Овај пример показује "дегенерацију" генетског кода, јер више од једног кодона - у овом случају ЦУУ и УУГ - кодира за исти тип аминокиселине. Када рибозом детектује стоп кодон у РНК, превод се завршава.

Рибозом има А место и место П. П место везује пептидил-тРНА и на А месту улази у аминоацил-тРНА..

Трансфер РНА

Преносне РНК су одговорне за транспорт аминокиселина у рибозом и имају секвенцу комплементарну триплету. Постоји трансферна РНК за сваку од 20 аминокиселина које чине протеине.

Хемијски кораци синтезе протеина

Процес започиње активацијом сваке аминокиселине са везањем АТП у комплексу аденозин монофосфата, ослобађајући фосфате високе енергије.

Претходни корак доводи до настанка аминокиселине са вишком енергије и везивања са њеном припадајућом преносном РНК, да би се формирао аминокиселински-тРНА комплекс. Овде долази до ослобађања аденозин монофосфата.

У рибозому, преносна РНК налази курирску РНК. У овом кораку секвенца трансфера или антикодонске РНА хибридизује се са кодоном или триплетом РНА курира. Ово доводи до поравнања аминокиселине са њеном правилном секвенцом.

Ензим пептидил трансфераза је одговоран за катализирање формирања пептидних веза које вежу аминокиселине. Овај процес троши велике количине енергије, јер захтева формирање четири високе енергетске везе за сваку амино киселину која се веже за ланац.

Реакција уклања хидроксил радикал на крају ЦООХ амино киселине и уклања водоник на крају НХ2 друге аминокиселине. Реактивне регије обе аминокиселине се везују и стварају пептидну везу.

Рибосоми и антибиотици

Како је синтеза протеина незамењив догађај за бактерије, одређени антибиотици циљају рибозоме и различите фазе процеса превођења.

На пример, стрептомицин се везује за малу подјединицу да би ометао процес превођења, узрокујући грешке у читању РНА \ т.

Други антибиотици, као што су неомицини и гентамицини, такође могу изазвати грешке у превођењу, повезујући се са малом подјединицом.

Синтеза рибозома

Све ћелијске машине неопходне за синтезу рибозома налазе се у језгру, густој области језгра која није окружена мембранским структурама.

Нуклеолус је променљива структура у зависности од типа ћелије: она је велика и упадљива у ћелијама са високим захтевима за протеинима и готово је неупадљива област у ћелијама које синтетишу малу количину протеина..

Обрада рибозомалне РНК се дешава у овој области, где је повезана са рибосомским протеинима и доводи до гранулираних производа кондензације, који су незреле подјединице које формирају функционалне рибозоме..

Подјединице се транспортују изван језгра - преко нуклеарних пора - у цитоплазму, гдје се спајају у зреле рибозоме који могу започети синтезу протеина.

Гени рибозомалне РНК

Код људи, гени који кодирају рибозомалне РНК налазе се у пет пари специфичних хромозома: 13, 14, 15, 21 и 22. Пошто ћелије захтевају велике количине рибозома, гени се понављају неколико пута у овим хромозомима..

Гени нуклеолуса кодирају рибосомалне РНК 5.8С, 18С и 28С и транскрибују се помоћу РНА полимеразе у прекурсорском транскрипту од 45С. 5С рибосомална РНК није синтетизована у језгру.

Порекло и еволуција

Савремени рибозоми су се појавили у време ЛУЦА, последњег универзалног заједничког претка (скраћеница на енглеском). последњи универзални заједнички предак), вероватно у хипотетичком свету РНК. Предложено је да су трансферне РНК биле фундаменталне за еволуцију рибосома.

Ова структура се може појавити као комплекс са само-реплицирајућим функцијама које су касније стекле функције за синтезу аминокиселина. Једна од најистакнутијих карактеристика РНК је њена способност да катализира сопствену репликацију.

Референце

  1. Берг ЈМ, Тимоцзко ЈЛ, Стриер Л. (2002). Биоцхемистри. 5тх едитион. Нев Иорк: В Х Фрееман. Одељак 29.3, Рибосом је рибонуклеопротеинска честица (70С) направљена од мале (30С) и велике (50С) подјединице. Доступно на: нцби.нлм.них.гов
  2. Цуртис, Х., & Сцхнек, А. (2006). Инвитатион то Биологи. Ед Панамерицана Медицал.
  3. Фок, Г.Е. (2010). Порекло и еволуција рибозома. Цолд Спринг Харбор перспективе у биологији, 2(9), а003483.
  4. Халл, Ј. Е. (2015). Уџбеник Гуитон и Халл медицинске физиологије е-Боок. Елсевиер Хеалтх Сциенцес.
  5. Левин, Б.. Генес Волуме 1. Реверте.
  6. Лодисх, Х. (2005). Ћелијска и молекуларна биологија. Ед Панамерицана Медицал.
  7. Рамакрисхнан, В. (2002). Структура рибозома и механизам превођења. Целл, 108(4), 557-572.
  8. Тортора, Г.Ј., Функе, Б.Р., & Цасе, Ц.Л. (2007). Увод у микробиологију. Ед Панамерицана Медицал.
  9. Вилсон, Д.Н., & Цате, Ј.Х.Д. (2012). Структура и функција еукариотског рибозома. Цолд Спринг Харбор перспективе у биологији, 4(5), а011536.