Wyrażenia molekularne Biologia komórki: rybosomy

wszystkie żywe komórki zawierają rybosomy, małe organelle złożone z około 60 procent rybosomalnego RNA (rRNA) i 40 procent białka. Jednak, chociaż są one ogólnie opisane jako organelle, ważne jest, aby zauważyć, że rybosomy nie są związane błoną i są znacznie mniejsze niż inne organelle. Niektóre typy komórek mogą posiadać kilka milionów rybosomów, ale kilka tysięcy jest bardziej typowych., Organelle wymagają użycia mikroskopu elektronowego być wykrywane wizualnie.

rybosomy są głównie związane z retikulum endoplazmatycznym i otoczką jądrową, a także swobodnie rozrzucone w cytoplazmie, w zależności od tego, czy komórka jest roślinna, zwierzęca, czy bakteryjna. Organelle służą jako Maszyny do produkcji białka dla komórki i w konsekwencji są najbardziej obfite w komórkach, które są aktywne w syntezie białek, takich jak trzustka i komórki mózgowe., Niektóre białka syntetyzowane przez rybosomy są przeznaczone do użytku wewnętrznego komórki, zwłaszcza te, które są wytwarzane przez wolne rybosomy. Wiele białek wytwarzanych przez związane rybosomy jest jednak transportowanych poza komórkę.

u eukariotów rRNA w rybosomach jest zorganizowany na cztery nici, a u prokariotów-trzy nici. Rybosomy eukariotów są produkowane i montowane w jądrze., Białka rybosomalne wchodzą do jądra i łączą się z czterema nitkami rRNA, tworząc dwie podjednostki rybosomalne (jedną małą i jedną dużą), które tworzą ukończony rybosom (patrz rysunek 1). Jednostki rybosomów opuszczają jądro przez pory jądrowe i jednoczą się raz w cytoplazmie w celu syntezy białek. Gdy produkcja białka nie jest prowadzona, rozdzielane są dwie podjednostki rybosomu.

w 2000 r.ustalono pełną trójwymiarową strukturę dużych i małych podjednostek rybosomu., Dowody oparte na tej strukturze sugerują, jak długo zakładano, że to rRNA dostarcza rybosom jego podstawowej formacji i funkcjonalności, a nie białka. Najwyraźniej białka w rybosomie pomagają wypełnić luki strukturalne i wzmocnić syntezę białek, chociaż proces może odbywać się w przypadku ich braku, choć w znacznie wolniejszym tempie.

jednostki rybosomu są często opisywane przez ich wartości Svedberg (S), które są oparte na ich szybkości sedymentacji w wirówce., Rybosomy w komórce eukariotycznej mają zazwyczaj wartość Svedberga 80S i składają się z podjednostek 40s i 60s. Komórki prokariotyczne, z drugiej strony, zawierają rybosomy 70S, z których każdy składa się z podjednostki 30s i 50s. Jak pokazują te wartości, jednostki Svedberga nie są addytywne, więc wartości dwóch podjednostek rybosomu nie sumują się do wartości Svedberga całej organelli. Dzieje się tak, ponieważ szybkość sedymentacji cząsteczki zależy od jej wielkości i kształtu, a nie po prostu jej masy cząsteczkowej.,

synteza białek wymaga pomocy dwóch innych rodzajów cząsteczek RNA oprócz rRNA. Messenger RNA (mRNA) stanowi wzór instrukcji z komórkowego DNA do budowy określonego białka. Transfer RNA (tRNA) przenosi białka budulcowe, aminokwasy, do rybosomu., Istnieją trzy sąsiadujące miejsca wiązania tRNA na rybosomie: miejsce wiązania aminoacylu dla cząsteczki tRNA przyłączonej do następnego aminokwasu w białku( jak pokazano na rysunku 1), miejsce wiązania peptydylu dla centralnej cząsteczki tRNA zawierającej rosnący łańcuch peptydowy i miejsce wiązania wyjścia do rozładowania wykorzystanych cząsteczek tRNA z rybosomu.

gdy aminokwasy szkieletowe białka są polimeryzowane, rybosom uwalnia białko i jest transportowany do cytoplazmy u prokariotów lub do aparatu Golgiego u eukariotów., Tam białka są uzupełniane i uwalniane wewnątrz lub na zewnątrz komórki. Rybosomy są bardzo wydajnymi organelami. Pojedynczy rybosom w komórce eukariotycznej może co sekundę dodawać 2 aminokwasy do łańcucha białkowego. U prokariotów rybosomy mogą działać jeszcze szybciej, dodając około 20 aminokwasów do polipeptydu co sekundę.

oprócz najbardziej znanych komórkowych lokalizacji rybosomów, organelle można również znaleźć wewnątrz mitochondriów i chloroplastów roślin., Te rybosomy znacznie różnią się wielkością i składem niż inne rybosomy Znalezione w komórkach eukariotycznych i są bardziej podobne do tych obecnych w bakteriach i niebiesko-zielonych komórkach glonów. Podobieństwo rybosomów mitochondrialnych i chloroplastowych do rybosomów prokariotycznych jest powszechnie uważane za silne dowody potwierdzające, że mitochondria i chloroplasty wyewoluowały z przodków prokariotów.