Charakteristiky ribozómov, typy, štruktúra, funkcie

Ten Ribozómy Sú to najhojnejšie bunkové organely a sú zapojené do syntézy proteínov. Nie sú obklopení membránou a tvoria sa dvoma typmi podjednotiek: veľká a malá, spravidla je veľká podjednotka takmer dvojnásobkom dievčatka.

Prokaryotická línia má ribozómy 70. rokov zložené z veľkej podjednotky 50 a malých 30 rokov. Podobne sú ribozómy eukaryotickej línie zložené z veľkej podjednotky 60. a malých 40 rokov.

Ribozóm je analogický s pohybovou továrňou, ktorá je schopná prečítať si Messenger RNA, preložiť ju do aminokyselín a spája ich peptidovými väzbami.

Ribozómy sú ekvivalentné takmer 10% celkových baktériových proteínov a viac ako 80% z celkovej RNA. V prípade eukaryotov nie sú tak hojné, pokiaľ ide o iné proteíny, ale ich počet je väčší.

V roku 1950 výskumný pracovník George Palade prvýkrát vizualizoval ribozómy a tento objav získal Nobelovu cenu za fyziológiu alebo medicínu.

[TOC]

Všeobecné charakteristiky

Malá a veľká podjednotka ribozómu

Zložky všetkých buniek

Ribozómy sú základnými komponentmi všetkých buniek a súvisia so syntézou proteínov. Sú veľmi malá veľkosť, takže ich možno vizualizovať iba vo svetle elektronického mikroskopu.

Nachádzajú sa v cytoplazme

Ribozómy sú voľné v cytoplazme bunky, ukotvené k drsnému endoplazmatickému retikulu - ribozómy mu dávajú „pokrčený“ vzhľad - av niektorých organelách, ako sú mitochondrie a chloroplasty.

Syntézy bielkovín

Ribozómy pripojené k membránám sú zodpovedné za syntézu proteínu, ktorý bude vložený do plazmatickej membrány alebo sa pošle do exteriéru buniek.

Voľné ribozómy, ktoré nie sú spojené s žiadnou štruktúrou v cytoplazme, syntetizujú proteíny, ktorých cieľom je vnútro bunky. Nakoniec ribozómy mitochondrie syntetizujú mitochondriálne použitie proteínov.

Podobne sa môže niekoľko ribozómov spojiť a tvoriť „polyribozómy“, ktoré tvoria reťaz spojenú s Messenger RNA, syntetizujúca rovnaký proteín, viackrát a súčasne a súčasne.

Podjednotky

Všetky sú zložené z dvoch podjednotiek: veľké alebo staršie a jedno malé alebo menšie.

Niektorí autori sa domnievajú, že ribozómy sú neobvyklé organely, pretože im chýbajú tieto lipidové štruktúry, hoci iní vedci ich nepovažujú za organely sami.

Štruktúra

Podjednotky ribozómov. Zdroj: Alejandro Porto/CC By-S (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0)

Ribozómy sú malé bunkové štruktúry (od 29 do 32 nm, v závislosti od skupiny organizmu), zaoblené a husté, zložené z ribozomálnych RNA a molekúl proteínov, ktoré sú navzájom spojené.

Najštudovanejšie ribozómy sú riziká eubactérií, oblúkov a eukaryotov. V prvej línii sú ribozómy jednoduchšie a viac. Medzitým sú eukačné ribozómy zložitejšie a väčšie. V oblúkoch sú ribozómy v niektorých aspektoch viac podobné obom skupinám.

Ribozómy stavovcov a angiospermov (kvetinové rastliny) sú obzvlášť zložité.

Každá ribozomálna podjednotka je tvorená hlavne ribozomálna RNA a široká škála proteínov. Veľká podjednotka môže byť vytvorená z malých molekúl RNA, okrem ribozomálnej RNA.

Proteíny sú spojené s ribozomálnou RNA v špecifických oblastiach po objednávke. V ribozómoch je možné diferencovať niekoľko aktívnych miest, napríklad katalytické oblasti.

Ribozomálna RNA má pre bunku zásadný význam, čo je možné vidieť v jej sekvencii, ktorá bola počas vývoja prakticky nemenná, čo odráža vysoké selektívne tlaky proti akejkoľvek zmene.

Môže vám slúžiť: cnidocyty: Charakteristiky, štruktúra, funkcie, typy

Funkcie ribozómov

Ribozómy sú zodpovedné za sprostredkovanie procesu syntézy proteínov v bunkách všetkých organizmov, ktoré sú univerzálnym biologickým strojom.

Ribozómy - spolu s prenosovou RNA a Messenger RNA - dokážu dekódovať správu DNA a interpretovať ju v sekvencii aminokyselín, ktoré budú tvoriť všetky proteíny organizmu v procese, ktorý sa nazýva translácia.

Vo svetle biológie sa slovo preklad vzťahuje na zmenu „jazyka“ nukleotidových trojíc na aminokyseliny.

Tieto štruktúry sú ústrednou časťou translácie, kde sa vyskytuje väčšina reakcií, napríklad tvorba peptidových väzieb a uvoľňovanie nového proteínu.

Proteín

Translácia RNM ribozómu polypeptidu. Zdroj: SV: Anändare: Elinnea/CC By-S (http: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0/)

Proces tvorby proteínov začína spojením medzi Messenger RNA a ribozómom. Messenger sa pohybuje touto štruktúrou na konkrétnom konci s názvom „Kodón reťazca iniciátora“.

Keď Messenger RNA prechádza ribozómom, tvorí sa proteínová molekula, pretože ribozóm je schopný interpretovať správu kódovanú v poslovom meradle.

Táto správa je kódovaná v nukleotidových trojiciach, v ktorých každé tri základne označujú konkrétnu aminokyselinu. Napríklad, ak Messenger RNA nesie sekvenciu: aug AUU CUU UUG GCC, vytvorený peptid bude pozostávať z aminokyselín: metionín, izoleucín, leukín, leukín a alanín.

Tento príklad ukazuje „degeneráciu“ genetického kódu, pretože viac ako jeden kodón - v tomto prípade CUU a UUG - kóduje rovnaký typ aminokyselín. Keď ribozóm zistí zastávku tresku v Messenger RNA, preklad sa končí.

Ribozóm má stránku A a stránku P. Stránka p drží peptidil-arnt a na mieste vstupuje do aminoacil-art.

Prenosová RNA

Prenos RNA je zodpovedný za transport aminokyselín do ribozómu a majú doplnkovú sekvenciu k tripletu. Pre každú z 20 aminokyselín, ktoré tvoria proteíny, je prenosová RNA.

Chemické kroky syntézy proteínov

Proces začína aktiváciou každej aminokyseliny spojením ATP v adenozín monofosfátovom komplexe, ktorý uvoľňuje fosfáty s vysokou energiou.

Predchádzajúci krok vedie k aminokyselinovej kyseline s nadmernou energiou a úniou sa vyskytuje s príslušnou prenosovou RNA za vzniku komplexu aminokyselín-ARNT. Tu dochádza k uvoľňovaniu adenozínového monofosfátu.

V ribosóme prenesie RNA Messenger RNA. V tejto fáze sekvencia prenosovej alebo anticodónovej hybridnej RNA s kodónom alebo tripletom Messenger RNA. To vedie k zarovnaniu aminokyseliny s jej adekvátnou sekvenciou.

Enzým peptidil prenosázy je zodpovedný za katalyzáciu tvorby peptidových väzieb, ktoré sa viažu na aminokyseliny. Tento proces spotrebúva veľké množstvo energie, pretože vyžaduje tvorbu štyroch vysoko energetických väzieb pre každú aminokyselinu, ktorá sa viaže na reťazec.

Reakcia eliminuje hydroxylové radikály na konci aminokyselinovej kuchyne a eliminuje vodík na konci NH₂ ostatných aminokyselín.  Reaktívne oblasti týchto dvoch aminokyselín viažu a vytvárajú peptidové spojenie.

Môže vám slúžiť: leukocyty (biele krvinky): Charakteristiky, funkcie, typy

Ribozómy a antibiotiká

Pretože syntéza proteínov je nevyhnutnou udalosťou pre baktérie, určité antibiotiká majú ako biele ribozómy a rôzne štádiá procesu translácie.

Napríklad streptomycín sa viaže na malú podjednotku, aby interferoval proces prekladu, čo spôsobuje chyby pri čítaní Messenger RNA.

Iné antibiotiká, ako sú neomycíny a gentamycíny.

Typy ribozómov

Ribozómy v prokaryotoch

Baktérie, napríklad A. coli, Majú viac ako 15.000 ribozómov (v pomeroch to je ekvivalentné takmer štvrtine suchej hmotnosti bakteriálnej bunky).

Ribozómy v baktériách majú priemer asi 18 nm a tvoria sa zo 65% ribozomálnej RNA a iba 35% proteínu rôznych veľkostí, medzi 6.000 a 75.000 kDa.

Veľká podjednotka sa nazýva 50s a malé 30 s, ktoré sú kombinované tak, aby tvorili štruktúru 70S s molekulovou hmotnosťou 2.5 × 10⁶ Kda.

Podjednotka 30. rokov je predĺžená a nie symetrická, zatiaľ čo 50. roky je hrubšie a pevnejšie.

Malá podjednotka A. coli Skladá sa z 16S ribozomálnej RNA (1542 báz) a 21 proteínov a vo veľkej podjednotke sú ribozomaly 23s (2904 báz), 5s (1542 báz) a 31 proteínov. Proteíny, ktoré ich skladajú, sú základné a číslo sa líši podľa štruktúry.

Ribozomálne molekuly RNA, spolu s proteínmi, sú zoskupené do sekundárnej štruktúry podobnej iným typom RNA.

Ribozómy v eukaryotoch

Ribozómy v eukaryotoch (80S) sú väčšie, s väčším obsahom RNA a proteínu. RNA sú dlhšie a nazývajú sa 18 a 28 rokov. Rovnako ako v prokaryotoch, v zložení ribozómov dominuje ribozomálna RNA.

V týchto organizmoch má ribozóm molekulárnu hmotnosť 4.2 × 10⁶ KDA a rozkladá sa v podjednotke 40 a 60. rokov.

Podjednotka 40. rokov obsahuje jednu molekulu RNA, 18S (1874 báz) a asi 33 proteínov. Podobne podjednotka 60S obsahuje RNA 28S (4718 báz), 5.8S (160 báz) a 5s (120 báz). Okrem toho pozostáva zo základných proteínov a kyslých proteínov.

Ribozómy v oblúkach

Archaeas sú skupinou mikroskopických organizmov pripomínajúcich baktérie, ale líšia sa v toľkých charakteristikách, ktoré tvoria samostatnú doménu.  Žijú v rôznych prostrediach a sú schopní kolonizovať extrémne prostredie.

Typy ribozómov nachádzajúcich sa v oblúkach sú podobné ribozómom eukaryotických organizmov, hoci majú tiež určité vlastnosti bakteriálnych ribozómov.

Má tri typy ribozomálnych molekúl RNA: 16S, 23S a 5S, spojené s 50 alebo 70 proteínmi, v závislosti od druhov štúdie. Pokiaľ ide o veľkosť ribozómov oblúkov, sú bližšie k baktérii (70. roky s dvoma podjednotkami 30. a 50. rokov), ale pokiaľ ide o ich primárnu štruktúru, sú bližšie k eukaryotom.

Pretože oblúky často obývajú prostredie s vysokými teplotami a vysokými koncentráciami soli, ich ribozómy sú vysoko odolné.

Sedimentačný koeficient

S alebo Svedbergs sa vzťahuje na koeficient sedimentácie častíc. Vyjadruje vzťah medzi konštantnou rýchlosťou sedimentácie medzi použitým zrýchlením. Toto opatrenie má časové rozmery.

Môže vám slúžiť: Boba Turtle: Charakteristiky, biotop a správanie

Všimnite si, že Svedbergs nie sú prísadami, pretože berú do úvahy hmotnosť a tvar častíc. Z tohto dôvodu, v baktériách, ribozóm zložený z podjednotiek 50 a 30. rokov nepridáva 80. roky, tiež podjednotky 40. a 60. rokov nevytvárajú ribozóm 90. rokov.

Syntéza ribozómov

Všetky potrebné bunkové mechanizmy pre syntézu ribozómov sa nachádzajú v jadre, hustej oblasti jadra, ktorá nie je obklopená membrálnymi štruktúrami.

Nukleous je variabilná štruktúra v závislosti od typu bunky: je veľká a nápadná v bunkách s vysokými proteínovými požiadavkami a je takmer nepostrehnuteľnou oblasťou v bunkách, ktoré syntetizujú malé množstvo proteínu.

Spracovanie ribozomálnej RNA sa vyskytuje v tejto oblasti, kde je pripojená s ribozomálnymi proteínmi a vedie k zrnitým kondenzačným produktom, ktoré sú nezrelými podjednotkami, ktoré budú tvoriť funkčné ribozómy.

Podjednotky sa transportujú mimo jadra - jadrovými pórmi - do cytoplazmy, kde sú zostavené v zrelých ribozómoch, ktoré môžu začať syntézou proteínov.

Gény ribozomálnej RNA

U ľudí sa gény, ktoré kódujú ribozomálne RNA, nachádzajú v piatich pároch špecifických chromozómov: 13, 14, 15, 21 a 22. Pretože bunky vyžadujú veľké množstvo ribozómov, gény sa v týchto chromozómoch opakujú niekoľkokrát.

Gény jadra kódujú pre ribozomaly 5.8s, 18s a 28s a sú transkribované RNA polymerázou v prekurzorovom transkripcii 45S. Ribozomálna 5S RNA nie je syntetizovaná v jadre.

Pôvod a vývoj

Moderné ribozómy sa museli objaviť v čase Lucy, posledného univerzálneho spoločného predka (skratky v angličtine Univerzálny spoločný predok), pravdepodobne v hypotetickej svetovej RNA. Navrhuje sa, že prevod RNA bol základný pre vývoj ribozómov.

Táto štruktúra by mohla vzniknúť ako komplex s funkciami samovlažovania, ktoré následne získali funkcie pre syntézu aminokyselín. Jednou z najvýznamnejších charakteristík RNA je jej schopnosť katalyzovať svoju vlastnú replikáciu.

https: // youtu.Be/yqsssromg

Odkazy

1. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. (2002). Biochémia. 5. vydanie. New York: W H Freeman. Oddiel 29.3, do ribozómu je ribonukleoproteínová častica (70. roky) vyrobená z malej (30S) a veľkej (50S) podjednotky. K dispozícii na: NCBI.NLM.NIH.Vláda
2. Curtis, h., & Schnek, a. (2006). Pozvanie na biológiu. Edimatizovať. Pan -American Medical.
3. Líška, G. A. (2010). Pôvod a vývoj ribozómu. Perspektívy studeného jarného prístavu v biológii, 2(9), A003483.
4. Hall, J. A. (2015). Elektronická kniha Guyton a Hall učebnica lekárskej fyziológie. Elsevier Health Sciences.
5. Lewin, b. (1993). Gény. Zväzok 1. Reverzný.
6. Ubytovňa, h. (2005). Bunková a molekulárna biológia. Edimatizovať. Pan -American Medical.
7. Ramakrishnan, V. (2002). Ribozómové strostinu a mechaánstvo prekladu. Bunka, 108(4), 557-572.
8. Tortora, G. J., Funke, b. R., & Case, c. L. (2007). Úvod do mikrobiológie. Edimatizovať. Pan -American Medical.
9. Wilson, D. N., & Cate, J. H. D. (2012). Štruktúra a funkcia eukaryotického ribozómu. Perspektívy studeného jarného prístavu v biológii, 4(5), A011536.