Ribosomegenskaper, typer, struktur, funksjoner

De Ribosomer De er de mest tallrike celleorganellene og er involvert i proteinsyntese. De er ikke omgitt av membran og er dannet av to typer underenheter: en stor og liten, som hovedregel er den store underenheten nesten dobbelt så.

Den prokaryote avstamningen har 70S ribosomer sammensatt av en stor underenhet 50 -tallet og en liten 30 -tallet. På samme måte er ribosomene til den eukaryote avstamningen sammensatt av en stor underenhet 60 -tallet og en liten 40 -tallet.

Ribosom er analogt med en bevegelsesfabrikk, i stand til å lese messenger -RNA, oversette det til aminosyrer og bli med dem ved peptidbindinger.

Ribosomer tilsvarer nesten 10% av totale bakterieproteiner og mer enn 80% av mengden total RNA. Når det gjelder eukaryoter, er de ikke så rik med hensyn til andre proteiner, men antallet er større.

I 1950 visualiserte forskeren George Palade først ribosomene, og denne oppdagelsen ble tildelt Nobelprisen for fysiologi eller medisin.

[TOC]

Generelle egenskaper

Liten og stor underenhet av ribosom

Komponenter i alle celler

Ribosomer er essensielle komponenter i alle celler og er relatert til proteinsyntese. De er veldig liten, slik at de bare kan visualiseres i lys av det elektroniske mikroskopet.

De finnes i cytoplasma

Ribosomene er gratis i cytoplasmaet til cellen, forankret til det grove endoplasmatiske retikulum - ribosomene gir det det "rynkete" utseendet - og i noen organeller, for eksempel mitokondrier og kloroplaster.

Protein syntese

Ribosomene festet til membraner er ansvarlige for syntesen av protein som vil bli satt inn i plasmamembranen eller vil bli sendt til cellen eksteriør.

Gratis ribosomer, som ikke er koblet til noen struktur i cytoplasma, syntetiserer proteiner hvis destinasjon er interiøret i cellen. Til slutt syntetiserer ribosomene til mitokondrier mitokondriell bruk proteiner.

Tilsvarende kan flere ribosomer bli sammen med og danne "polyribosomer", og danne en kjede koblet til et messenger -RNA, og syntetiserer det samme proteinet, flere ganger og samtidig.

Underonner

Alle er sammensatt av to underenheter: en stor eller eldre og en liten eller mindre.

Noen forfattere vurderer at ribosomer er ikke -membranøse organeller, siden de mangler disse lipidstrukturene, selv om andre forskere ikke anser dem organeller selv.

Struktur

Ribosom underenheter. Kilde: Alejandro Porto/CC BY-S (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)

Ribosomer er små cellulære strukturer (fra 29 til 32 nm, avhengig av organismegruppen), avrundede og tette, sammensatt av ribosomale RNA og proteinmolekyler, som er assosiert med hverandre.

De mest studerte ribosomene er de av eubakterier, buer og eukaryoter. I den første avstamningen er ribosomene enklere og mer. Eucarious ribosomes er i mellomtiden mer sammensatte og større. I buer er ribosomer mer lik begge gruppene i visse aspekter.

Ribosomer av virveldyr og angiospermer (blomsterplanter) er spesielt kompliserte.

Hver ribosomal underenhet er hovedsakelig dannet av ribosomalt RNA og et bredt utvalg av proteiner. Den store underenheten kan dannes av små RNA -molekyler, i tillegg til ribosomalt RNA.

Proteiner er koblet til ribosomalt RNA i spesifikke regioner, etter en ordre. Innen ribosomer kan flere aktive steder differensieres, for eksempel katalytiske områder.

Ribosomalt RNA har en avgjørende betydning for cellen, og dette kan sees i sin sekvens, som har vært praktisk talt ufravikelig under evolusjonen, noe som gjenspeiler det høye selektive presset mot enhver endring.

Kan tjene deg: cnidocytter: egenskaper, struktur, funksjoner, typer

Funksjoner av ribosomer

Ribosomene er ansvarlige for å formidle proteinsynteseprosessen i cellene i alle organismer, og være et universelt biologisk maskineri.

Ribosomene - sammen med overførings -RNA og Messenger RNA - klarer å avkode DNA -meldingen og tolke det i en sekvens av aminosyrer som vil danne alle proteiner i en organisme, i en prosess som kalles translasjon.

I lys av biologi refererer ordet oversettelse til endring av "språk" av nukleotidtripletter til aminosyrer.

Disse strukturene er den sentrale delen av oversettelsen, der de fleste av reaksjonene oppstår, for eksempel dannelse av peptidkoblinger og frigjøring av det nye proteinet.

Proteinoversettelse

Ribosom polypeptidkjede RNM -oversettelse. Kilde: SV: Användare: Elinnea/CC BY-S (http: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/3.0/)

Proteinformasjonsprosessen begynner med unionen mellom et messenger -RNA og et ribosom. Messenger beveger seg gjennom denne strukturen i en spesifikk ende kalt "Chain Initiator Codon".

Når messenger -RNA passerer gjennom ribosomet, dannes et proteinmolekyl, fordi ribosom er i stand til å tolke meldingen som er kodet i messenger.

Denne meldingen er kodet i nukleotidtripletter, der hver tredje base indikerer en bestemt aminosyre. For eksempel, hvis messenger -RNA bærer sekvensen: aug auu cuu uug GCC, vil det dannede peptidet bestå av aminosyrer: metionin, isoleucin, leukin, leukin og alanin.

Dette eksemplet viser "degenerasjon" av den genetiske koden, siden mer enn ett kodon - i dette tilfellet CUU og UUG - koder for samme type aminosyre. Når ribosom oppdager en stopp -torsk i Messenger RNA, slutter oversettelsen.

Ribosomet har et sted a og et sted P. P-nettstedet holder peptidil-arnt og på stedet en kommer inn i aminoacil-arnt.

Overfør RNA

Overfør RNA er ansvarlige for å transportere aminosyrer til ribosom og ha den komplementære sekvensen til tripletten. Det er et overførings -RNA for hver av de 20 aminosyrene som utgjør proteinene.

Kjemiske trinn for proteinsyntese

Prosessen begynner med aktivering av hver aminosyre med foreningen av ATP i et adenosin monofosfatkompleks, og frigjør fosfater med høy energi.

Det forrige trinnet resulterer i en aminosyre med overflødig energi og unionen oppstår med sitt respektive overførings-RNA, for å danne et aminosyre-arnt-kompleks. Her oppstår frigjøring av adenosinmonofosfat.

I ribosoma finner overføring RNA Messenger RNA. På dette stadiet sekvensen av overføringen eller antikodon hybrid RNA med kodonet eller tripletten til Messenger RNA. Dette fører til innretting av aminosyren med den tilstrekkelige sekvensen.

Peptidil transferase -enzymet er ansvarlig for å katalysere dannelsen av peptidkoblinger som binder seg til aminosyrer. Denne prosessen bruker store mengder energi, siden den krever dannelse av fire høye energibindinger for hver aminosyre som binder seg til kjeden.

Reaksjonen eliminerer en hydroksylradikal ved aminosyrekokenden og eliminerer et hydrogen ved NH -enden₂ av den andre aminosyren.  De reaktive regionene til de to aminosyrene binder og lager peptidlenken.

Kan tjene deg: leukocytter (hvite blodlegemer): egenskaper, funksjoner, typer

Ribosomer og antibiotika

Siden proteinsyntese er en uunnværlig hendelse for bakterier, har visse antibiotika like hvite ribosomer og forskjellige stadier av oversettelsesprosessen.

For eksempel binder streptomycin seg til liten underenhet for å forstyrre oversettelsesprosessen, noe som forårsaker feil ved å lese Messenger RNA.

Andre antibiotika som neomycins og gentamycins kan også forårsake oversettelsesfeil, koble liten underenhet.

Typer ribosomer

Ribosomer i prokaryoter

Bakterier, for eksempel OG. coli, De har mer enn 15.000 ribosomer (i proporsjoner tilsvarer dette nesten en fjerdedel av den tørre vekten til bakteriecellen).

Ribosomer i bakterier har en diameter på omtrent 18 nm og er dannet av 65% ribosomalt RNA og bare 35% protein i forskjellige størrelser, mellom 6.000 og 75.000 kDa.

Den store underenheten kalles 50 -tallet og de lille 30 -årene, som er kombinert for å danne en 70 -tallsstruktur med en molekylmasse på 2.5 × 10⁶ KDA.

30 -tallet underenheten er langstrakt og ikke symmetrisk, mens 50 -tallet er tykkere og strammere.

Den lille underenheten til OG. coli Det er sammensatt av 16S ribosomalt RNA (1542 baser) og 21 proteiner og i den store underenheten er ribosomales 23s (2904 baser), 5s (1542 baser) og 31 proteiner. Proteinene som komponerer dem er grunnleggende, og antallet varierer i henhold til strukturen.

Ribosomale RNA -molekyler, sammen med proteiner, er gruppert i en sekundær struktur som ligner på andre typer RNA.

Ribosomer i eukaryoter

Ribosomer i eukaryoter (80 -tallet) er større, med et større innhold av RNA og protein. RNA er lengre og kalles 18- og 28s. Som i prokaryotene domineres sammensetningen av ribosomene av ribosomalt RNA.

I disse organismer har ribosom en molekylmasse på 4.2 × 10⁶ KDA og dekomponerer i underenheten 40- og 60 -tallet.

40 -talls underenheten inneholder et enkelt RNA -molekyl, 18S (1874 baser) og omtrent 33 proteiner. Tilsvarende inneholder underenhet 60S RNA 28S (4718 baser), 5.8s (160 baser) og 5s (120 baser). I tillegg består den av basiske proteiner og syreproteiner.

Ribosomer i buer

Archaeas er en gruppe mikroskopiske organismer som minner om bakterier, men er forskjellige i så mange egenskaper som utgjør et eget domene.  De lever i forskjellige miljøer og er i stand til å kolonisere ekstreme miljøer.

Typene ribosomer som finnes i buene ligner på ribosomene til eukaryote organismer, selv om de også har visse egenskaper ved bakterielle ribosomer.

Den har tre typer ribosomale RNA -molekyler: 16s, 23s og 5s, koblet til 50 eller 70 proteiner, avhengig av studiearten. Når det gjelder størrelsen på ribosomene til buene, er de nærmere bakterien (70 -tallet med to 30- og 50 -talls underenheter), men når det gjelder deres primære struktur er de nærmere eukaryotene.

Siden buer ofte bor i miljøer med høye temperaturer og høye saltkonsentrasjoner, er ribosomene deres svært motstandsdyktige.

Sedimentasjonskoeffisient

S eller Svedbergs refererer til partikkelsedimenteringskoeffisienten. Uttrykker forholdet mellom konstant sedimentasjonshastighet mellom påført akselerasjon. Dette tiltaket har tidsdimensjoner.

Det kan tjene deg: Boba Turtle: Egenskaper, habitat og oppførsel

Legg merke til at Svedbergs ikke er tilsetningsstoffer, siden de tar hensyn til massen og formen på partikkelen. Av denne grunn, i bakterier, tilfører ikke ribosomet som sammensatt av 50- og 30 -talls underenheter 80 -tallet, også 40- og 60 -talls underenheter som ikke danner en 90 -talls ribosom.

Syntese av ribosomer

Alle nødvendige cellemaskiner for syntese av ribosomer finnes i nukleolus, en tett region av kjernen som ikke er omgitt av membraneriske strukturer.

Nukleolus er en variabel struktur avhengig av celletype: den er stor og iøynefallende i celler med høye proteinbehov og er et nesten umerkelig område i celler som syntetiserer liten mengde protein.

Behandlingen av ribosomalt RNA forekommer i dette området, hvor det er festet med ribosomale proteiner og gir opphav til granulære kondensasjonsprodukter, som er de umodne underenhetene som vil danne de funksjonelle ribosomene.

Underenhetene transporteres utenfor kjernen - av kjernefysiske porer - til cytoplasma, hvor de er samlet i modne ribosomer som kan begynne med proteinsyntese.

Ribosomale RNA -gener

Hos mennesker finnes genene som koder for ribosomale RNA -er i fem par spesifikke kromosomer: 13, 14, 15, 21 og 22. Ettersom celler krever store mengder ribosomer, gjentas gener flere ganger i disse kromosomene.

Nukleolusgenene koder for ribosomales 5.8s, 18s og 28s og blir transkribert med RNA -polymerase i en 45S forløper transkripsjonsmessig transkripsjon. Ribosomal 5S RNA er ikke syntetisert i kjernen.

Opprinnelse og evolusjon

Moderne ribosomer måtte vises på Lucas tid, den siste universelle felles stamfar (av forkortelsen på engelsk Universell felles stamfar), sannsynligvis i den hypotetiske verden RNA. Det foreslås at overførings -RNA var grunnleggende for utviklingen av ribosomer.

Denne strukturen kan oppstå som et kompleks med selv -applikasjonsfunksjoner som deretter skaffet seg funksjoner for aminosyresyntese. En av de mest enestående egenskapene til RNA er dens evne til å katalysere sin egen replikasjon.

https: // youtu.BE/YQSSSSROMG

Referanser

1. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. (2002). Biokjemi. 5. utgave. New York: W H Freeman. Avsnitt 29.3, til ribosom er en ribonukleoproteinpartikkel (70 -tallet) laget av en liten (30 -tallet) og en stor (50S) underenhet. Tilgjengelig på: NCBI.NLM.NIH.Gov
2. Curtis, h., & Schnek, a. (2006). Invitasjon til biologi. Ed. Pan -American Medical.
3. Fox, g. OG. (2010). Opprinnelse og evolusjon av ribosomet. Kald vårhavnperspektiver i biologi, 2(9), A003483.
4. Hall, J. OG. (2015). Guyton og Hall Textbook of Medical Physiology E-Book. Elsevier Health Sciences.
5. Lewin, f. (1993). Gener. Volum 1. REVERTE.
6. Lodish, h. (2005). Cellulær og molekylær biologi. Ed. Pan -American Medical.
7. Ramakrishnan, v. (2002). Ribosomstrastur og oversettelse av mekanismen. Celle, 108(4), 557-572.
8. Tortora, g. J., Funke, f. R., & Case, C. L. (2007). Introduksjon til mikrobiologi. Ed. Pan -American Medical.
9. Wilson, d. N., & Cate, j. H. D. (2012). Strukturen og funksjonen til det eukaryote ribosomet. Kald vårhavnperspektiver i biologi, 4(5), A011536.