Ribosomien ominaisuudet, tyypit, rakenne, funktiot

Se Ribosomit Ne ovat runsaimpia soluorganeleja ja osallistuvat proteiinisynteesiin. Niitä ei ympäröi kalvo, ja ne muodostuvat kahden tyyppisistä alayksiköistä: suuri ja pieni, yleensä suuri alayksikkö on melkein kaksinkertainen pikkutyttö.

Prokaryoottisessa linjassa on 70 -luvun ribosomia, jotka koostuvat suuresta alayksiköstä 50 ja pienestä 30 -vuotiaasta. Samoin eukaryoottisen linjan ribosomit koostuvat suuresta 60 -vuotiaasta ja pienestä 40: stä.

Ribosomi on analoginen liikkeen tehtaalla, joka pystyy lukemaan Messenger -RNA: ta, kääntämällä sen aminohapoiksi ja liittämään ne peptidisidoksilla.

Ribosomit vastaavat lähes 10% kokonaisbakteeriproteiineista ja yli 80% RNA: n kokonaismäärästä. Eukaryootien tapauksessa niitä ei ole niin runsaasti suhteessa muihin proteiineihin, mutta niiden lukumäärä on suurempi.

Vuonna 1950 tutkija George Palade visualisoi ensin ribosomit ja tälle löytölle myönnettiin Nobel -palkinto fysiologiasta tai lääketieteestä.

[TOC]

Yleiset luonteenpiirteet

Pieni ja suuri ribosomin alayksikkö

Kaikkien solujen komponentit

Ribosomit ovat kaikkien solujen olennaisia ​​komponentteja ja liittyvät proteiinisynteesiin. Ne ovat hyvin pieniä, joten ne voidaan visualisoida vain elektronisen mikroskoopin valossa.

Niitä löytyy sytoplasmasta

Ribosomit ovat vapaat solun sytoplasmassa, ankkuroituna karkeaan endoplasmiseen retikulumiin - ribosomit antavat sille sen ”ryppyisen” ulkonäön - ja joissakin organeleissa, kuten mitokondrioissa ja kloroplasteissa.

Proteiinisynteesi

Kalvoihin kiinnitetyt ribosomit ovat vastuussa proteiinin synteesistä, joka asetetaan plasmamembraaniin tai lähetetään solun ulkopuolelle.

Vapaat ribosomit, joita ei ole kytketty mihinkään sytoplasman rakenteeseen, syntetisoivat proteiineja, joiden määränpää on solun sisä. Lopuksi mitokondrioiden ribosomit syntetisoivat mitokondrioiden käyttöproteiineja.

Samoin useat ribosomit voivat liittyä ja muodostaa "polyribosomit", muodostaen ketjun kytkettynä lähetti -RNA: han, syntetisoimalla samaa proteiinia, useita kertoja ja samanaikaisesti.

Aliyhteydet

Kaikki koostuvat kahdesta alayksiköstä: iso tai vanhempi ja yksi pieni tai pienempi.

Jotkut kirjoittajat katsovat, että ribosomit ovat ei -kembraanisia organeleja, koska heillä ei ole näitä lipidirakenteita, vaikka toiset tutkijat eivät pidä niitä itse organeleista.

Rakenne

Ribosomin alayksiköt. Lähde: Alejandro Porto/CC BY-S (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0)

Ribosomit ovat pienten solujen rakenteita (29 - 32 nm organismiryhmästä riippuen), pyöristetyt ja tiheät, jotka koostuvat ribosomaalisista RNA: sta ja proteiinimolekyyleistä, jotka liittyvät toisiinsa.

Tutkituimmat ribosomit ovat eubakteereja, kaaria ja eukaryooteja. Ensimmäisessä suvussa ribosomit ovat yksinkertaisempia ja enemmän. Sitä vastoin ovat monimutkaisempia ja suurempia ribosomeja. Kaareissa ribosomit ovat enemmän samanlaisia ​​kuin molemmat ryhmät tietyillä näkökohdilla.

Selkärankaisten ja angiospermien ribosomit (kukkakasvit) ovat erityisen monimutkaisia.

Jokainen ribosomaalinen alayksikkö muodostuu pääasiassa ribosomaalisella RNA: lla ja monilla proteiineilla. Suuri alayksikkö voidaan muodostaa pienistä RNA -molekyyleistä ribosomaalisen RNA: n lisäksi.

Proteiinit on kytketty ribosomaaliseen RNA: han tietyillä alueilla järjestyksen jälkeen. Ribosomissa voidaan erottaa useita aktiivisia kohtia, kuten katalyyttisiä alueita.

Ribosomaalisella RNA: lla on solun kannalta ratkaiseva merkitys ja tämä voidaan nähdä sen sarjassa, joka on käytännössä ollut muuttumaton evoluution aikana, heijastaen suuria selektiivisiä paineita kaikkia muutoksia vastaan.

Voi palvella sinua: cnidosyytit: ominaisuudet, rakenne, toiminnot, tyypit

Ribosomien toiminnot

Ribosomit ovat vastuussa proteiinisynteesiprosessin välittämisestä kaikkien organismien soluissa, jotka ovat yleisiä biologisia koneita.

Ribosomit - yhdessä siirto -RNA: n ja Messenger -RNA: n kanssa - onnistuvat purkamaan DNA -viestin ja tulkitsemaan sen aminohappojen sekvenssiin, jotka muodostavat kaikki organismin proteiinit, prosessissa, jota kutsutaan translaatioksi.

Biologian valossa sanan käännös viittaa nukleotidikolmioiden "kielen" muutokseen aminohappoihin.

Nämä rakenteet ovat translaation keskeinen osa, jossa suurin osa reaktioista tapahtuu, kuten peptidiyhteyden muodostuminen ja uuden proteiinin vapautuminen.

Proteiinin translaatio

Ribosomipolypeptidiketju RNM -translaatio. Lähde: SV: Anvandare: Elinnea/CC BY-S (http: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0/)

Proteiinin muodostumisprosessi alkaa messenger -RNA: n ja ribosomin välisellä liitolla. Messenger liikkuu tämän rakenteen läpi tietyssä päässä, nimeltään "Chain Initiator Codon".

Kun Messenger -RNA kulkee ribosomin läpi, muodostuu proteiinimolekyyli, koska ribosomi pystyy tulkitsemaan Messengerissä koodatun viestin.

Tämä viesti on koodattu nukleotidikolmioihin, joissa jokainen kolme emäksiä osoittavat tietyn aminohapon. Esimerkiksi, jos Messenger RNA sisältää sekvenssin: AUG AUU CUU UUG GCC, muodostettu peptidi koostuu aminohapoista: metioniini, isoleusiini, leukiini, leukiini ja alaniini.

Tämä esimerkki osoittaa geneettisen koodin "rappeutumisen", koska useampi kuin yksi kodon - tässä tapauksessa CUU ja UUG - koodaa samantyyppistä aminohappoa. Kun ribosomi havaitsee stop -turskan Messenger -RNA: ssa, käännös loppuu.

Ribosomissa on sivusto A ja paikka P. P-sivustolla on peptidil-arnt ja sivustolla A pääsee aminoacil-arnt.

Siirto -RNA

Siirto -RNA: t ovat vastuussa aminohappojen kuljettamisesta ribosomiin ja niillä on komplementaarinen sekvenssi kolminkertaiseksi. Jokaiselle 20 aminohapposta, jotka muodostavat proteiinit, on siirto -RNA.

Proteiinisynteesin kemialliset vaiheet

Prosessi alkaa kunkin aminohapon aktivoinnilla ATP: n kanssa adenosiinimonofosfaattikompleksissa, vapauttaen korkean energian fosfaatit.

Aikaisempi vaihe johtaa aminohappoon, jolla on ylimääräinen energia ja liitto tapahtuu vastaavan siirto-RNA: n kanssa, aminohappo-Arn-kompleksin muodostamiseksi. Tässä tapahtuu adenosiinimonofosfaatin vapautuminen.

Ribosomassa siirto -RNA löytää Messenger RNA: n. Tässä vaiheessa siirto- tai antikodonihybridi -RNA -sekvenssi Messenger -RNA: n kodonilla tai kolmiolla. Tämä johtaa aminohapon kohdistamiseen riittävän sekvenssin kanssa.

Peptidiilitransferaasientsyymi on vastuussa aminohappoihin sitovien peptidiyhteyksien muodostumisen katalysoinnista. Tämä prosessi kuluttaa suuria määriä energiaa, koska se vaatii neljän korkean energian sidoksen muodostumisen jokaiselle ketjuun sitoutuneelle aminohapolle.

Reaktio eliminoi hydroksyyliradikaalin aminohappojen kokkipäässä ja eliminoi vedyn NH -päässä₂ toisesta aminohaposta.  Kahden aminohapon reaktiiviset alueet sitoutuvat ja luovat peptidilinkin.

Voi palvella sinua: leukosyytit (valkosolut): ominaisuudet, toiminnot, tyypit

Ribosomit ja antibiootit

Koska proteiinisynteesi on välttämätön tapahtuma bakteereille, tietyillä antibiooteilla on niin valkoiset ribosomit ja translaatioprosessin eri vaiheet.

Esimerkiksi streptomysiini sitoutuu pieneen alayksikköön häiritäkseen translaatioprosessia, aiheuttaen virheitä Messenger RNA: n lukemisessa.

Muut antibiootit, kuten neomysiinit ja gentamysiinit, voivat myös aiheuttaa käännösvirheitä, kytkentä pieniä alayksikköjä.

Ribosomien tyypit

Ribosomit prokaryooteissa

Bakteerit, kuten JA. koli, Heillä on yli 15.000 ribosomia (mittasuhteissa tämä vastaa melkein neljäsosa bakteerisolun kuivapainosta).

Bakteerien ribosomien halkaisija on noin 18 nm, ja ne muodostuvat 65 -prosenttisesta ribosomaalisesta RNA: sta ja vain 35 -prosenttisesti erikokoista proteiinia, välillä 6.000 ja 75.000 kDa.

Suurta alayksikköä kutsutaan 50: ksi ja pieniksi 30 -vuotiaiksi, jotka yhdistetään muodostamaan 70 -luvun rakenne, jonka molekyylimassa on 2.5 × 10⁶ Kda.

30 -luvun alayksikkö on pitkänomainen eikä symmetrinen, kun taas 50 -luku on paksumpi ja tiukempi.

Pieni alayksikkö JA. koli Se koostuu 16S: n ribosomaalisesta RNA: sta (1542 emäksestä) ja 21 proteiinista ja suuressa alayksikössä ovat ribosomalit 23S (2904 emäkset), 5s (1542 emäkset) ja 31 proteiinia. Niitä muodostavat proteiinit ovat emäksiä ja luku vaihtelee rakenteen mukaan.

Ribosomaaliset RNA -molekyylit yhdessä proteiinien kanssa on ryhmitelty sekundaariseen rakenteeseen, joka on samanlainen kuin muun tyyppiset RNA: t.

Ribosomit eukaryooteissa

Eukaryooteissa (80 -luvut) ribosomit ovat suurempia, RNA: n ja proteiinin suuremmalla pitoisuudella. RNA: t ovat pidempiä ja niitä kutsutaan 18- ja 28 -vuotiaiksi. Kuten prokaryooteissa, ribosomien koostumusta hallitsee ribosomaalinen RNA.

Näissä organismeissa ribosomin molekyylimassa on 4.2 × 10⁶ KDA ja hajoaa alayksiköissä 40- ja 60 -luvuissa.

40 -luvun alayksikkö sisältää yhden RNA -molekyylin, 18S: n (1874 emäkset) ja noin 33 proteiinia. Samoin alayksikkö 60S sisältää RNA 28S: n (4718 perustaa), 5.8 s (160 tukikohtaa) ja 5 s (120 perustaa). Lisäksi se koostuu emäksisistä proteiineista ja happoproteiineista.

Ribosomit kaareina

Archaeas on ryhmä mikroskooppisia organismeja, jotka muistuttavat bakteereja, mutta eroavat niin monista ominaisuuksista, jotka muodostavat erillisen alueen.  He elävät erilaisissa ympäristöissä ja kykenevät kolonisoimaan äärimmäisiä ympäristöjä.

Kaarista löytyvät ribosomit ovat samanlaisia ​​kuin eukaryoottisten organismien ribosomit, vaikka niillä on myös tiettyjä bakteeriribosomien ominaisuuksia.

Siinä on kolmen tyyppisiä ribosomaalisia RNA -molekyylejä: 16S, 23 ja 5, kytketty 50 tai 70 proteiiniin, tutkimuslajista riippuen. Kaarien ribosomien koon suhteen ne ovat lähempänä bakteeria (70 -luvut, joissa on kaksi 30- ja 50 -vuotiaita), mutta ensisijaisen rakenteensa suhteen ne ovat lähempänä eukaryooteja.

Koska kaaret asuttavat usein ympäristöissä, joissa lämpötilat ja korkeat suolakonsentraatiot ovat, niiden ribosomit ovat erittäin kestäviä.

Sedimentaatiokerroin

S tai Svedbergs viittaa hiukkasten sedimentaatiokertoimeen. Ilmaisee jatkuvan sedimentaation nopeuden välisen suhteen sovelletun kiihtyvyyden välillä. Tällä toimenpiteellä on ajan mitat.

Se voi palvella sinua: Boba Turtle: Ominaisuudet, elinympäristö ja käyttäytyminen

Huomaa, että Svedbergit eivät ole lisäaineita, koska ne ottavat huomioon hiukkasen massan ja muodon. Tästä syystä bakteereissa 50- ja 30 -luvun alayksiköistä koostuva ribosomi ei lisää 80 -luvut, myös 40- ja 60 -luvun alayksiköt eivät muodosta 90 -luvun ribosomia.

Ribosomien synteesi

Kaikki tarvittavat solukoneet ribosomien synteesiä varten löytyy ytimestä, ytimen tiheästä alueesta, jota ei ympäröi kalvorakenteet.

Nukleoli on muuttuva rakenne solutyypistä riippuen: se on suuri ja näkyvä soluissa, joilla on runsaasti proteiinivaatimuksia, ja se on melkein huomaamaton alue soluissa, jotka syntetisoivat pienen määrän proteiinia.

Ribosomaalisen RNA: n prosessointi tapahtuu tällä alueella, missä se on kiinnittynyt ribosomaalisilla proteiineilla ja aiheuttaa rakeisia kondensaatiotuotteita, jotka ovat epäkypsät alayksiköt, jotka muodostavat funktionaaliset ribosomit.

Alayksiköt kuljetetaan ytimen ulkopuolella - ydinhuokoset - sytoplasmaan, missä ne on koottu kypsiin ribosomeihin, jotka voivat alkaa proteiinisynteesillä.

Ribosomaaliset RNA -geenit

Ihmisillä ribosomaalisten RNA: ien koodia geenejä löytyy viidestä parista spesifisiä kromosomeja: 13, 14, 15, 21 ja 22. Koska solut vaativat suuria määriä ribosomeja, geenit toistetaan useita kertoja näissä kromosomeissa.

Nucleolus -geenit koodaavat ribosomaleille 5.8s, 18S ja 28s ja transkriboivat RNA -polymeraasi 45S: n esiasteen transkriptivaiheessa. Ribosomaalista 5S -RNA: ta ei syntetisoida ytimessä.

Alkuperä ja kehitys

Nykyaikaiset ribosomit piti esiintyä Lucan aikana, viimeinen yleismaailmallinen yhteinen esi -isä (lyhenteen englanniksi Yleinen yhteinen esi -isä), luultavasti hypoteettisessa maailman RNA: ssa. Ehdotetaan, että siirto -RNA: t olivat olennaisia ​​ribosomien kehitykselle.

Tämä rakenne voi syntyä kompleksina, jolla on itse sovellustoimintoja, jotka myöhemmin saivat aminohapposynteesin toiminnot. Yksi RNA: n merkittävimmistä ominaisuuksista on sen kyky katalysoida omaa replikointia.

https: // youtu.Be/yqssssromg

Viitteet

1. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. (2002). Biokemia. 5. painos. New York: W H Freeman. Kohta 29.3, ribosomiin on ribonukleoproteiinihiukkas (70S), joka on valmistettu pienestä (30S) ja suuresta (50S) alayksiköstä. Saatavana osoitteessa: NCBI.Nlm.NIH.Hallitus
2. Curtis, H., & Schnek, a. (2006). Kutsu biologiaan. Ed. Pan -American Medical.
3. Kettu, g. JA. (2010). Ribosomin alkuperä ja kehitys. Cold Spring Harbor -näkymät biologiassa, 2(9), A003483.
4. Hall, j. JA. (2015). Guytonin ja Hallin lääketieteellisen fysiologian oppikirja E-kirja. Elsevier Health Sciences.
5. Lewin, b. (1993). Geenit. Osa 1. Palautus.
6. Loodish, h. (2005). Solu- ja molekyylibiologia. Ed. Pan -American Medical.
7. Ramakrishnan, V. (2002). Ribosomin strastre ja käännöksen mekaanismi. Solu, 108(4), 557-572.
8. Tortora, G. J -., Funke, b. R -., & Tapaus, c. Lens. (2007). Johdanto mikrobiologiaan. Ed. Pan -American Medical.
9. Wilson, D. N., & Cate, J. H. D -d. (2012). Eukaryoottisen ribosomin rakenne ja toiminta. Cold Spring Harbor -näkymät biologiassa, 4(5), A011536.