Molekylära uttryck cellbiologi: ribosomer

alla levande celler innehåller ribosomer, små organeller som består av cirka 60 procent ribosomalt RNA (rRNA) och 40 procent protein. Men även om de i allmänhet beskrivs som organeller är det viktigt att notera att ribosomer inte är bundna av ett membran och är mycket mindre än andra organeller. Vissa celltyper kan hålla några miljoner ribosomer, men flera tusen är mer typiska., Organellerna kräver att ett elektronmikroskop används visuellt.

ribosomer finns huvudsakligen bundna till endoplasmatisk retikulum och kärnkuvertet, samt fritt spridda över hela cytoplasman, beroende på om cellen är växt, djur eller bakterier. Organellerna fungerar som proteinproduktionsmaskiner för cellen och är följaktligen mest rikliga i celler som är aktiva i proteinsyntes, såsom bukspottkörtel och hjärnceller., Några av de proteiner som syntetiseras av ribosomer är för cellens egen interna användning, särskilt de som produceras av fria ribosomer. Många av de proteiner som produceras av bundna ribosomer transporteras emellertid utanför cellen.

i eukaryoter organiseras rRNA i ribosomer i fyra strängar och i prokaryoter, tre strängar. Eukaryote ribosomer produceras och monteras i nukleolusen., Ribosomala proteiner kommer in i nukleolus och kombineras med de fyra rRNA-strängarna för att skapa de två ribosomala subenheterna (en liten och en stor) som kommer att utgöra den färdiga ribosomen (se Figur 1). Ribosomenheterna lämnar kärnan genom kärnporerna och förenar en gång i cytoplasman för syftet med proteinsyntes. När proteinproduktionen inte utförs separeras de två subenheterna av en ribosom.

år 2000 etablerades den fullständiga tredimensionella strukturen hos de stora och små subenheterna hos en ribosom., Bevis baserade på denna struktur tyder, som länge hade antagits, på att det är rRNA som ger ribosomen med sin grundläggande bildning och funktionalitet, inte proteiner. Tydligen hjälper proteinerna i en ribosom att fylla i strukturella luckor och förbättra proteinsyntesen, även om processen kan ske i deras frånvaro, om än i mycket långsammare takt.

enheterna i en ribosom beskrivs ofta av deras Svedberg (s) värden, som är baserade på deras sedimenteringshastighet i en centrifug., Ribosomerna i en eukaryotisk cell har i allmänhet ett Svedbergvärde på 80-talet och består av 40-och 60-tals subenheter. Prokaryota celler, å andra sidan, innehåller 70S ribosomer, som var och en består av en 30s och en 50s subenhet. Som framgår av dessa värden är Svedberg-enheter inte additiva, så värdena för de två delenheterna av en ribosom lägger inte till hela organellens Svedberg-värde. Detta beror på att graden av sedimentering av en molekyl beror på dess storlek och form, snarare än bara dess molekylvikt.,

proteinsyntes kräver hjälp av två andra typer av RNA-molekyler utöver rRNA. Messenger RNA (mRNA) tillhandahåller mallen av instruktioner från cellulärt DNA för att bygga ett specifikt protein. Transfer RNA (tRNA) ger proteinbyggstenar, aminosyror, till ribosomen., Det finns tre intilliggande tRNA-bindningsställen på en ribosom: aminoacylbindningsstället för en tRNA-molekyl fäst vid nästa aminosyra i proteinet (såsom visas i Figur 1), peptidylbindningsstället för den centrala tRNA-molekylen innehållande den växande peptidkedjan och en utgångsbindningsställe för urladdning använde tRNA-molekyler från ribosomen.

När proteinstaminosyrorna polymeriseras frigör ribosomen proteinet och transporteras till cytoplasman i prokaryoter eller till Golgi-apparaten i eukaryoter., Där slutförs proteinerna och frigörs inuti eller utanför cellen. Ribosomer är mycket effektiva organeller. En enda ribosom i en eukaryotisk cell kan lägga till 2 aminosyror till en proteinkedja varje sekund. I prokaryoter kan ribosomer fungera ännu snabbare och tillsätta ca 20 aminosyror till en polypeptid varje sekund.

förutom de mest kända cellulära platserna för ribosomer kan organellerna också hittas inuti mitokondrier och kloroplaster av växter., Dessa ribosomer skiljer sig särskilt i storlek och smink än andra ribosomer som finns i eukaryota celler, och är mer lik de som finns i bakterier och blågröna algceller. Likheten mellan mitokondriella och kloroplastiska ribosomer och prokaryotiska ribosomer anses allmänt vara starka stödjande bevis på att mitokondrier och kloroplaster utvecklats från förfäders prokaryoter.