Ribosomer egenskaper, typer, struktur, funktioner

De Ribosomer De är de vanligaste cellorganellerna och är involverade i proteinsyntes. De är inte omgiven av membran och bildas av två typer av underenheter: en stor och liten, som en allmän regel är den stora underenheten nästan dubbelt den lilla flickan.

Den prokaryota linjen har 70 -talets ribosomer bestående av en stor underenhet 50 -tal och en liten 30 -tal. På samma sätt består ribosomerna i den eukaryota avstamningen av en stor underenhet 60 -talet och en liten 40 -tal.

Ribosom är analogt med en rörelsefabrik, som kan läsa messenger -RNA, översätta det till aminosyror och förena dem av peptidbindningar.

Ribosomer motsvarar nästan 10% av de totala bakterieproteinerna och mer än 80% av mängden totalt RNA. När det gäller eukaryoter är de inte så rikliga med avseende på andra proteiner men antalet är större.

År 1950 visualiserade forskaren George Palade först ribosomerna och denna upptäckt tilldelades Nobelpriset för fysiologi eller medicin.

[TOC]

Generella egenskaper

Liten och stor underenhet av ribosom

Komponenter i alla celler

Ribosomer är väsentliga komponenter i alla celler och är relaterade till proteinsyntes. De är mycket liten storlek så att de bara kan visualiseras mot bakgrund av det elektroniska mikroskopet.

De finns i cytoplasma

Ribosomerna är fria i cytoplasma i cellen, förankrad till den grova endoplasmiska retikulum - ribosomerna ger det det "rynkiga" utseendet - och i vissa organeller, såsom mitokondrier och kloroplaster.

Proteinsyntes

Ribosomerna fästa vid membran är ansvariga för syntesen av protein som kommer att sättas in i plasmamembranet eller kommer att skickas till cellens yttre.

Gratis ribosomer, som inte är kopplade till någon struktur i cytoplasma, syntetiserar proteiner vars destination är cellens inre. Slutligen syntetiserar ribosomerna från mitokondrier mitokondriella användningsproteiner.

På liknande sätt kan flera ribosomer gå med och bilda "polyribosomerna", bildar en kedja kopplad till ett messenger -RNA, syntetiserar samma protein, flera gånger och samtidigt.

Underenheter

Alla består av två underenheter: en stor eller äldre och en liten eller mindre.

Vissa författare anser att ribosomer är icke -membranösa organeller, eftersom de saknar dessa lipidstrukturer, även om andra forskare inte anser dem organeller själva.

Strukturera

Ribosomunderenheter. Källa: Alejandro Porto/CC BY-S (https: // Creativecommons.Org/licenser/BY-SA/3.0)

Ribosomer är små cellulära strukturer (från 29 till 32 nm, beroende på organismgruppen), rundade och täta, sammansatta av ribosomala RNA och proteinmolekyler, som är associerade med varandra.

De mest studerade ribosomerna är de av Eubacteria, Arches och Eukaryotes. I den första linjen är ribosomerna enklare och mer. Eukarious ribosomer är under tiden mer komplexa och större. I bågar liknar ribosomer mer båda grupperna i vissa aspekter.

Ribosomer av ryggradsdjur och angiospermer (blommor) är särskilt komplexa.

Varje ribosomal subenhet bildas huvudsakligen av ribosomalt RNA och en mängd olika proteiner. Den stora underenheten kan bildas av små RNA -molekyler, utöver ribosomalt RNA.

Proteiner är kopplade till ribosomalt RNA i specifika regioner, efter en ordning. Inom ribosomer kan flera aktiva platser differentieras, såsom katalytiska områden.

Ribosomalt RNA har en avgörande betydelse för cellen och detta kan ses i dess sekvens, som praktiskt taget har varit oundviklig under utvecklingen, vilket återspeglar det höga selektiva tryck mot alla förändringar.

Kan tjäna dig: cnidocyter: egenskaper, struktur, funktioner, typer

Ribosomfunktioner

Ribosomerna ansvarar för att förmedla proteinsyntesprocessen i cellerna i alla organismer, som är en universell biologisk maskineri.

Ribosomerna - tillsammans med överförings -RNA och messenger RNA - lyckas avkoda DNA -meddelandet och tolka det i en sekvens av aminosyror som kommer att bilda alla proteiner från en organisme, i en process som kallas översättning.

Mot bakgrund av biologi hänvisar ordet översättning till förändringen av "språk" av nukleotid tripletter till aminosyror.

Dessa strukturer är den centrala delen av översättningen, där de flesta reaktioner inträffar, såsom bildning av peptidlänkar och frisättning av det nya proteinet.

Proteinöversättning

Ribosompolypeptidkedja RNM -översättning. Källa: SV: Användare: Elinnea/CC BY-S (http: // Creativecommons.Org/licenser/BY-SA/3.0/)

Proteinbildningsprocessen börjar med unionen mellan ett Messenger RNA och en ribosom. Messenger rör sig genom denna struktur i ett specifikt slut som kallas "Chain Initiator Codon".

När messenger -RNA passerar genom ribosomen bildas en proteinmolekyl, eftersom ribosomen kan tolka meddelandet kodat i budbäraren.

Detta meddelande är kodat i nukleotid tripletter, där vart tredje bas indikerar en viss aminosyra. Till exempel, om messenger -RNA bär sekvensen: aug auu cuu uug GCC, kommer den bildade peptiden att bestå av aminosyror: metionin, isoleucin, leukin, leukin och alanin.

Detta exempel visar "degenerationen" av den genetiska koden, eftersom mer än ett kodon - i detta fall Cuu och Uug - kodar för samma typ av aminosyra. När ribosomen upptäcker en stoppskål i messenger -RNA slutar översättningen.

Ribosomen har en webbplats A och en webbplats P. P-webbplatsen har peptidil-arnt och på platsen kommer en in i aminoacil-arnt.

Överföring av RNA

Överföring RNA ansvarar för att transportera aminosyror till ribosom och ha kompletterande sekvens till tripletten. Det finns en överförings -RNA för var och en av de 20 aminosyrorna som utgör proteinerna.

Kemiska steg för proteinsyntes

Processen börjar med aktiveringen av varje aminosyra med föreningen av ATP i ett adenosinmonofosfatkomplex och frisätter fosfater med hög energi.

Det föregående steget resulterar i en aminosyra med överskott av energi och unionen inträffar med dess respektive överföring RNA, för att bilda ett aminosyramärligt komplex. Här förekommer frisättningen av adenosinmonofosfat.

I Ribosoma hittar överför RNA Messenger RNA. I detta skede är sekvensen för överföring eller antikodon hybrid -RNA med kodon eller triplett av messenger RNA. Detta leder till inriktningen av aminosyran med dess adekvata sekvens.

Peptidiltransferasenzymet är ansvarigt för att katalysera bildningen av peptidlänkar som binder till aminosyror. Denna process förbrukar stora mängder energi, eftersom den kräver bildning av fyra höga energibindningar för varje aminosyra som binder till kedjan.

Reaktionen eliminerar en hydroxylradikal vid aminosyrakockänden och eliminerar ett väte vid NH -änden₂ av den andra aminosyran.  De reaktiva regionerna i de två aminosyrorna binder och skapar peptidlänken.

Kan tjäna dig: leukocyter (vita blodkroppar): egenskaper, funktioner, typer

Ribosomer och antibiotika

Eftersom proteinsyntes är en oumbärlig händelse för bakterier, har vissa antibiotika som vita ribosomerna och olika stadier i översättningen.

Till exempel binder Streptomycin till en liten underenhet för att störa översättningen, vilket orsakar fel i att läsa Messenger RNA.

Andra antibiotika som neomyciner och gentamycins kan också orsaka översättningsfel, koppla små underenheter.

Typer av ribosomer

Ribosomer i prokaryoter

Bakterier, till exempel OCH. coli, De har mer än 15.000 ribosomer (i proportioner motsvarar detta nästan en fjärdedel av den torra vikten av bakteriecellen).

Ribosomer i bakterier har en diameter på cirka 18 nm och bildas av 65% ribosomalt RNA och endast 35% protein i olika storlekar, mellan 6.000 och 75.000 kda.

Den stora underenheten kallas 50 -tal och de små 30 -talet, som kombineras för att bilda en 70 -talsstruktur med en molekylmassa på 2.5 × 10⁶ KDa.

30 -talets underenhet är långsträckt och inte symmetrisk, medan 50 -talet är tjockare och stramare.

Den lilla underenheten OCH. coli Den består av 16S ribosomalt RNA (1542 baser) och 21 proteiner och i den stora underenheten finns ribosomales 23s (2904 baser), 5s (1542 baser) och 31 proteiner. Proteinerna som komponerar dem är grundläggande och antalet varierar beroende på strukturen.

Ribosomala RNA -molekyler, tillsammans med proteiner, grupperas i en sekundär struktur som liknar andra typer av RNA.

Ribosomer i eukaryoter

Ribosomer i eukaryoter (80 -tal) är större, med ett större innehåll av RNA och protein. RNA är längre och kallas 18s och 28s. Som i prokaryoterna domineras sammansättningen av ribosomerna av ribosomal RNA.

I dessa organismer har ribosomen en molekylmassa på 4.2 × 10⁶ KDA och sönderdelas i underenheten 40- och 60 -talet.

40 -talets underenhet innehåller en enda RNA -molekyl, 18s (1874 baser) och cirka 33 proteiner. På liknande sätt innehåller underenheten 60 -talet RNA 28s (4718 baser), 5.8s (160 baser) och 5s (120 baser). Dessutom består den av basiska proteiner och syraproteiner.

Ribosomer i bågar

Archaeas är en grupp mikroskopiska organismer som påminner om bakterier, men skiljer sig åt i så många egenskaper som utgör en separat domän.  De bor i olika miljöer och kan kolonisera extrema miljöer.

De typer av ribosomer som finns i bågarna liknar ribosomerna från eukaryota organismer, även om de också har vissa egenskaper hos bakteriella ribosomer.

Den har tre typer av ribosomala RNA -molekyler: 16s, 23s och 5s, kopplade till 50 eller 70 proteiner, beroende på studiens arter. När det gäller storleken på bågarnas ribosomer är de närmare bakteriet (70 -talet med två 30- och 50 -talsunderenheter) men när det gäller deras primära struktur är de närmare eukaryoterna.

Eftersom bågar ofta bor i miljöer med höga temperaturer och höga saltkoncentrationer är deras ribosomer mycket resistenta.

Sedimentationskoefficient

S eller Svedbergs hänvisar till partikelsedimentationskoefficienten. Uttrycker förhållandet mellan konstant sedimentationshastighet mellan tillämpad acceleration. Denna åtgärd har tidsdimensioner.

Det kan tjäna dig: Boba Turtle: Egenskaper, livsmiljö och beteende

Observera att Svedbergs inte är tillsatser, eftersom de tar hänsyn till partikelns massa och form. Av denna anledning lägger inte ribosomen i bakterier som består av 50- och 30 -talsunderenheter inte 80 -talet, även 40- och 60 -talsunderenheterna bildar inte en 90 -talsribosom.

Syntes av ribosomer

Alla nödvändiga cellmaskiner för syntes av ribosomer finns i kärnan, en tät region i kärnan som inte är omgiven av membranstrukturer.

Kärnan är en variabel struktur beroende på celltyp: den är stor och iögonfallande i celler med höga proteinkrav och är ett nästan omöjligt område i celler som syntetiserar liten mängd protein.

Bearbetningen av ribosomalt RNA förekommer i detta område, där det är fäst med ribosomala proteiner och ger upphov till granulära kondensationsprodukter, som är de omogna underenheterna som kommer att bilda de funktionella ribosomerna.

Underenheterna transporteras utanför kärnan - med kärnkraftsporer - till cytoplasma, där de monteras i mogna ribosomer som kan börja med proteinsyntes.

Ribosomala RNA -gener

Hos människor finns generna som kodar för ribosomala RNA i fem par specifika kromosomer: 13, 14, 15, 21 och 22. Eftersom celler kräver stora mängder ribosomer upprepas gener flera gånger i dessa kromosomer.

Nukleolusgenerna kodar för ribosomales 5.8s, 18s och 28s och transkriberas av RNA -polymeras i en 45S -föregångare transkriptiv. Ribosomal 5s RNA syntetiseras inte i nukleolus.

Ursprung och evolution

Moderna ribosomer var tvungna att dyka upp vid Lucas tid, den sista universella gemensamma förfäder (till förkortningen på engelska Universell gemensam förfader), förmodligen i den hypotetiska världs -RNA. Det föreslås att överföring av RNA var grundläggande för utvecklingen av ribosomer.

Denna struktur kan uppstå som ett komplex med självanslutningsfunktioner som därefter förvärvade funktioner för aminosyrasyntes. En av de mest framstående egenskaperna hos RNA är dess förmåga att katalysera sin egen replikation.

https: // youtu.Vara/yqssssromg

Referenser

1. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. (2002). Biokemi. Femte upplagan. New York: W H Freeman. Avsnitt 29.3, till ribosom är en ribonukleoproteinpartikel (70 -tal) gjord av en liten (30 -tal) och en stor (50 -tal) underenhet. Finns på: NCBI.Nlm.Nih.Gov
2. Curtis, h., & Schnek, a. (2006). Inbjudan till biologi. Ed. Pan -amerikansk medicin.
3. Räv, g. OCH. (2010). Ursprung och utveckling av ribosomen. Kall vår hamnperspektiv i biologi, 2(9), A003483.
4. Hall, j. OCH. (2015). Guyton och Hall Textbook of Medical Physiology E-Book. Elsevier Health Sciences.
5. Lewin, b. (1993). Gener. Volym 1. Reverte.
6. Lodish, h. (2005). Cellulär och molekylärbiologi. Ed. Pan -amerikansk medicin.
7. Ramakrishnan, v. (2002). Ribosomstrastur och mekaanism av översättning. Cell, 108(4), 557-572.
8. Tortora, g. J., Funke, b. R., & Fall, c. L. (2007). Introduktion till mikrobiologi. Ed. Pan -amerikansk medicin.
9. Wilson, D. N., & Cate, j. H. D. (2012). Strukturen och funktionen av den eukaryota ribosomen. Kall vår hamnperspektiv i biologi, 4(5), A011536.