рибосома

рибосома представляет собой комплекс рибонуклеиновой кислоты с различными белками, в котором происходит синтез белка в соответствии с нуклеотидной последовательностью, хранящейся в ДНК, путем трансляции в полипептидную цепь.

Что такое рибосома?

Рибосомы состоят из рРНК и различных структурных белков. РРНК (рибосомная РНК) транскрибируется в ДНК. Есть гены синтеза рибосомальной РНК в виде рДНК. РДНК не транскрибируется в белки, а только в рибосомную РНК.

РРНК служит основным строительным блоком рибосом. Там он катализирует трансляцию генетической информации мРНК в белки. Белки в рибосомах не связаны ковалентно с рРНК. Они удерживают структуру рибосомы вместе, в то время как фактический катализ синтеза белка осуществляется рРНК. Рибосомы состоят из двух субъединиц, которые собираются в рибосому только во время синтеза белка. Их строительные блоки синтезируются на ДНК в ядре клетки.

Здесь продуцируются как рРНК, так и белки, которые объединяются, образуя две субъединицы в ядре клетки. Они попадают в цитоплазму через ядерные поры. В эукариотической клетке содержится от 100 000 до 10 000 000 рибосом, в зависимости от активности синтеза белка. В клетках с очень активным синтезом белка рибосом больше, чем в клетке с меньшей активностью. Помимо цитоплазмы, рибосомы встречаются также в митохондриях или хлоропластах растений.

Анатомия и строение

Как уже упоминалось, рибосомы состоят из рРНК и структурных белков, которые отвечают за правильное расположение и сцепление структуры. После синтеза в ядре образуются две субъединицы, которые объединяются только во время синтеза белка через контакт с мРНК с образованием рибосомы.

После завершения биосинтеза белка соответствующая рибосома снова распадается на свои субъединицы. У млекопитающих малая субъединица состоит из 33 белков и одной рРНК, а большая субъединица состоит из 49 белков и трех рРНК. При контакте с мРНК, которая несет генетическую информацию ДНК для определенного белка, две субъединицы объединяются, образуя настоящую рибосому, и может начаться синтез белка.

Рибосомные белки больше на грани. Рибосомы могут свободно существовать в цитоплазме или мембраносвязанными в эндоплазматическом ретикулуме. При этом они постоянно переключаются между свободным и связанным с мембраной состоянием. Рибосомы в свободной цитоплазме продуцируют белки, которые также должны поступать в плазму клетки. Белки образуются в эндоплазматическом ретикулуме и затем попадают в просвет ЭПР через котрансляционный переносчик белка. Обычно это белки, которые образуются в секреторных клетках, таких как поджелудочная железа.

Функции и задачи

Функция рибосом - катализировать биосинтез белка. Фактическая генетическая информация для белков переносится мРНК, которая транскрибируется на ДНК. Покидая ядро, он немедленно связывается с рибосомой для синтеза белка. Эти два подразделения объединяются.

Кроме того, отдельные аминокислоты транспортируются из цитоплазмы в рибосомы с помощью тРНК. Здесь есть три сайта связывания тРНК. Это аминоацил (A), пептидил (P) и точка выхода (E). В начале синтеза белка две позиции, позиции A и P, заняты тРНК, загруженной аминокислотами. Это состояние называется предтрансляционным. После образования пептидной связи между двумя аминокислотами наступает посттрансляционное состояние, при котором сайт A становится сайтом E, а сайт P становится сайтом A, а новая тРНК присоединяется к новому сайту P на три нуклеотида.

Бывшая тРНК P-сайта, освобожденная от своей аминокислоты, теперь направляется из рибосомы. Состояния постоянно колеблются во время синтеза белка. Для каждого изменения требуется высокая энергия активации. Отдельные молекулы тРНК присоединяются к соответствующему комплементарному кодону мРНК. Синтез белка происходит между двумя субъединицами рибосомы в туннельной структуре. Фактический биосинтез контролируется большой субъединицей рибосомы.

Маленькая субъединица контролирует функцию рРНК. Поскольку синтез происходит в своего рода туннеле, незавершенные белковые цепи защищены от разрушения ферментами восстановления. В этой форме эти белки будут распознаваться как дефектные в цитоплазме и немедленно разрушаться. Когда синтез белка завершается, рибосома распадается на субъединицы.

болезни

Нарушение синтеза белка может привести к серьезным проблемам со здоровьем. Упорядоченная последовательность этого процесса важна для жизненных функций. Однако есть некоторые мутации, которые влияют на структурные белки или мРНК.

Заболевание, причиной которого, как подозревают, являются мутации в рибосомных белках, известно как алмазная анемия. Анемия Даймонда Блэкфана - очень редкое заболевание крови, при котором нарушается синтез красных кровяных телец. Развивается анемия, при которой органы не получают достаточного количества кислорода. Лечение состоит из пожизненных переливаний крови. Есть и другие физические пороки развития.

Согласно одной теории, нарушение работы рибосомных белков должно приводить к усилению апоптоза клеток-предшественников эритроцитов и, таким образом, вызывать анемию. Большинство мутаций происходят спонтанно. Наследственность синдрома можно доказать только в 15 процентах случаев.