Molekylær Udtryk Cell Biology: Ribosomer

Alle levende celler indeholder ribosomer, små organeller, der består af cirka 60 procent ribosom RNA (rRNA) og 40 procent protein. Selvom de generelt beskrives som organeller, er det dog vigtigt at bemærke, at ribosomer ikke er bundet af en membran og er meget mindre end andre organeller. Nogle celletyper kan indeholde nogle få millioner ribosomer, men flere tusinde er mere typiske., Organellerne kræver, at brugen af et elektronmikroskop skal detekteres visuelt.

Ribosomer er hovedsageligt bundet til endoplasmatisk reticulum og den nukleare konvolut, samt frit spredt i cytoplasmaet, afhængigt af om den celle, der er plante -, dyre -, eller bakterier. Organellerne tjener som proteinproduktionsmaskiner til cellen og er derfor mest rigelige i celler, der er aktive i proteinsyntese, såsom bugspytkirtel og hjerneceller., Nogle af proteinerne syntetiseret af ribosomer er til cellens egen interne brug, især dem, der produceres af frie ribosomer. Mange af de proteiner, der produceres af bundne ribosomer, transporteres imidlertid uden for cellen.

i eukaryoter er rRNA i ribosomer organiseret i fire tråde og i prokaryoter tre tråde. Eukaryote ribosomer produceres og samles i nucleolus., Ribosomale proteiner kommer ind i nucleolus og kombineres med de fire rRNA-tråde for at skabe de to ribosomale underenheder (en lille og en stor), der udgør det færdige ribosom (se figur 1). Ribosomenhederne forlader kernen gennem de nukleare porer og forener en gang i cytoplasmaet med henblik på proteinsyntese. Når proteinproduktion ikke udføres, adskilles de to underenheder af et ribosom.

i 2000 blev den komplette tredimensionelle struktur af de store og små underenheder af et ribosom etableret., Bevis baseret på denne struktur antyder, som det længe var antaget, at det er rRNA, der giver ribosomet sin grundlæggende dannelse og funktionalitet, ikke proteiner. Tilsyneladende hjælper proteinerne i et ribosom med at udfylde strukturelle huller og forbedre proteinsyntesen, selvom processen kan finde sted i deres fravær, omend i en meget langsommere hastighed.

enhederne af et ribosom beskrives ofte ved deres Svedberg (s) værdier, som er baseret på deres sedimentationshastighed i en centrifuge., Ribosomerne i en eukaryotisk celle har generelt en Svedberg-værdi på 80 ‘erne og består af 40’ erne og 60 ‘ erne underenheder. Prokaryote celler indeholder på den anden side ribosomer fra 70 ‘erne, der hver består af en 30’ er og en 50 ‘ er-underenhed. Som det fremgår af disse værdier, er Svedberg-enheder ikke additive, så værdierne for de to underenheder af et ribosom tilføjer ikke op til Svedberg-værdien af hele organellen. Dette skyldes, at hastigheden af sedimentation af et molekyle afhænger af dens størrelse og form, snarere end blot dens molekylvægt.,

proteinsyntese kræver hjælp af to andre slags RNA-molekyler ud over rRNA. Messenger RNA (mRNA) giver skabelonen med instruktioner fra det cellulære DNA til opbygning af et specifikt protein. Transfer RNA (tRNA) bringer proteinbyggestenene, aminosyrerne, til ribosomet., Der er tre tilstødende tRNA-bindingssteder på et ribosom: den aminoacyl bindende stedet for et tRNA-molekyle, der er knyttet til den næste aminosyre i proteinet (som illustreret i Figur 1), peptidyl bindingssted for de central-tRNA-molekyle, som indeholder den voksende peptid-kæde, og en exit-bindende site til at varetage anvendes tRNA-molekyler fra ribosom.

når aminosyrerne i proteinrygraden er polymeriseret, frigiver ribosomet proteinet, og det transporteres til cytoplasmaet i prokaryoter eller til Golgi-apparatet i eukaryoter., Der afsluttes proteinerne og frigives inden for eller uden for cellen. Ribosomer er meget effektive organeller. Et enkelt ribosom i en eukaryotisk celle kan tilføje 2 aminosyrer til en proteinkæde hvert sekund. I prokaryoter kan ribosomer arbejde endnu hurtigere og tilføje omkring 20 aminosyrer til et polypeptid hvert sekund.

ud over de mest kendte cellulære placeringer af ribosomer kan organellerne også findes inde i mitokondrier og kloroplaster af planter., Disse ribosomer adskiller sig især i størrelse og makeup end andre ribosomer, der findes i eukaryote celler, og er mere beslægtede med dem, der findes i bakterier og blågrønne algeceller. Ligheden mellem mitokondrielle og chloroplast ribosomer til prokaryote ribosomer betragtes generelt som stærkt støttende bevis for, at mitokondrier og chloroplaster udviklede sig fra forfædres prokaryoter.