Ribosomenkenmerken, typen, structuur, functies

De Ribosomen Ze zijn de meest voorkomende celorganellen en zijn betrokken bij eiwitsynthese. Ze zijn niet omgeven door membraan en worden gevormd door twee soorten subeenheden: een grote en een kleine, als algemene regel is de grote subeenheid bijna het dubbele van het kleine meisje.

De prokaryotische afkomst heeft 70S ribosomen samengesteld uit een grote subeenheid 50s en een kleine 30s. Evenzo zijn de ribosomen van de eukaryotische afkomst samengesteld uit een grote subeenheid 60s en een kleine 40s.

Ribosoom is analoog aan een bewegingsfabriek, in staat om het RNA van de boodschapper te lezen, het in aminozuren te vertalen en zich aan te sluiten bij peptidebindingen.

Ribosomen zijn gelijk aan bijna 10% van de totale bacterie -eiwitten en meer dan 80% van de hoeveelheid totale RNA. In het geval van eukaryoten zijn ze niet zo overvloedig met betrekking tot andere eiwitten, maar hun aantal is groter.

In 1950 visualiseerde onderzoeker George Palade voor het eerst de ribosomen en deze ontdekking kreeg de Nobelprijs voor fysiologie of geneeskunde.

[TOC]

Algemene karakteristieken

Kleine en grote subeenheid van ribosoom

Componenten van alle cellen

Ribosomen zijn essentiële componenten van alle cellen en zijn gerelateerd aan eiwitsynthese. Ze zijn erg klein, zodat ze alleen kunnen worden gevisualiseerd in het licht van de elektronische microscoop.

Ze worden gevonden in het cytoplasma

De ribosomen zijn vrij in het cytoplasma van de cel, verankerd aan het ruwe endoplasmatische reticulum - de ribosomen geven het dat "gerimpelde" uiterlijk - en in sommige organellen, zoals mitochondria en chloroplasten.

Eiwitsynthese

De ribosomen bevestigd aan membranen zijn verantwoordelijk voor de synthese van eiwitten die in het plasmamembraan zal worden ingebracht of naar de buitenkant van de cel worden gestuurd.

Vrije ribosomen, die niet zijn gekoppeld aan elke structuur in het cytoplasma, synthetiseren eiwitten waarvan de bestemming het interieur van de cel is. Ten slotte synthetiseren de ribosomen van mitochondriën mitochondriaal gebruikseiwitten.

Evenzo kunnen verschillende ribosomen zich aansluiten bij de "polyribosomen", die een ketting vormen die is gekoppeld aan een messenger -RNA, dat hetzelfde eiwit synthetiseert, meerdere keren en tegelijkertijd.

Subeenheid

Ze zijn allemaal samengesteld uit twee subeenheden: een groot of ouder en een klein of minder.

Sommige auteurs zijn van mening dat ribosomen niet -membraneuze organellen zijn, omdat ze deze lipidenstructuren missen, hoewel andere onderzoekers ze niet als organellen zelf beschouwen.

Structuur

Ribosoom subeenheden. Bron: Alejandro Porto/CC BY-S (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0)

Ribosomen zijn kleine cellulaire structuren (van 29 tot 32 nm, afhankelijk van de organisme -groep), afgerond en dicht, samengesteld uit ribosomale RNA's en eiwitmoleculen, die met elkaar worden geassocieerd.

De meest bestudeerde ribosomen zijn die van eubacteriën, bogen en eukaryoten. In de eerste afkomst zijn de ribosomen eenvoudiger en meer. Eucarious ribosomen zijn ondertussen complexer en groter. In bogen lijken ribosomen meer op beide groepen in bepaalde aspecten.

Ribosomen van gewervelde dieren en angiospermen (bloemplanten) zijn bijzonder complex.

Elke ribosomale subeenheid wordt voornamelijk gevormd door ribosomaal RNA en een breed scala aan eiwitten. De grote subeenheid kan worden gevormd uit kleine RNA -moleculen, naast ribosomaal RNA.

Eiwitten zijn gekoppeld aan ribosomaal RNA in specifieke gebieden, na een bestelling. Binnen ribosomen kunnen verschillende actieve plaatsen worden gedifferentieerd, zoals katalytische gebieden.

Ribosomaal RNA heeft een cruciaal belang voor de cel en dit is te zien in de volgorde ervan, die praktisch onveranderlijk is geweest tijdens de evolutie, als gevolg van de hoge selectieve druk tegen elke verandering.

Kan u van dienst zijn: cnidocyten: kenmerken, structuur, functies, typen

Functies van ribosomen

De ribosomen zijn verantwoordelijk voor het bemiddelen van het eiwitsyntheseproces in de cellen van alle organismen, zijnde een universele biologische machines.

De ribosomen - samen met het overdracht RNA en het messenger -RNA - slagen erin om het DNA -bericht te decoderen en te interpreteren in een reeks aminozuren die alle eiwitten van een organisme zullen vormen, in een proces dat translatie wordt genoemd.

In het licht van de biologie verwijst het woord vertaling naar de verandering van "taal" van nucleotide -drieling in aminozuren.

Deze structuren vormen het centrale deel van de vertaling, waar de meeste reacties optreden, zoals de vorming van peptidekoppelingen en de afgifte van het nieuwe eiwit.

Eiwit vertaling

Ribosoom polypeptideketen RNM -vertaling. Bron: SV: Användare: Elinnea/CC BY-S (http: // CreativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0/)

Het eiwitvormingsproces begint met de vereniging tussen een boodschapper RNA en een ribosoom. De boodschapper beweegt door deze structuur aan een specifiek einde genaamd "Chain Initiator Codon".

Terwijl het RNA van de boodschapper door het ribosoom passeert, wordt een eiwitmolecuul gevormd, omdat ribosoom in staat is om de boodschap te interpreteren die is gecodeerd in de boodschapper.

Dit bericht is gecodeerd in nucleotide -drieling, waarin elke drie bases een bepaald aminozuur aangeven. Als het RNA bijvoorbeeld de sequentie draagt: aug auu cuu uug gcc, zal het gevormde peptide bestaan ​​uit aminozuren: metionine, isoleucine, leukine, leukine en alanine.

Dit voorbeeld toont de "degeneratie" van de genetische code, omdat meer dan één codon - in dit geval CUU en UUG - codert voor hetzelfde type aminozuur. Wanneer ribosoom een ​​stop -kabeljauw in het RNA van de boodschapper detecteert, eindigt de vertaling.

Het ribosoom heeft een site A en een site P. De P-site bevat de peptidil-arnt en op de site komt A de aminoacil-arnt binnen.

Overdracht RNA

Transfer RNA's zijn verantwoordelijk voor het transport van aminozuren naar ribosoom en hebben de complementaire volgorde van het triplet. Er is een overdracht RNA voor elk van de 20 aminozuren die de eiwitten vormen.

Chemische stappen van eiwitsynthese

Het proces begint met de activering van elk aminozuur met de vereniging van ATP in een adenosinemonofosfaatcomplex, waardoor fosfaten met hoge energie worden vrijgelaten.

De vorige stap resulteert in een aminozuur met overtollige energie en de vakbond treedt op met zijn respectieve overdracht RNA, om een ​​aminozuur-arnt-complex te vormen. Hier vindt de afgifte van adenosinemonofosfaat plaats.

In ribosoom vindt overdracht RNA het RNA van de boodschapper. In dit stadium de volgorde van het overdracht of anticodon hybride RNA met het codon of triplet van het messenger -RNA. Dit leidt tot de afstemming van het aminozuur met zijn adequate volgorde.

Het peptidil -transferase -enzym is verantwoordelijk voor het katalyseren van de vorming van peptidekoppelingen die binden aan aminozuren. Dit proces verbruikt grote hoeveelheden energie, omdat het de vorming van vier hoge energiebindingen vereist voor elk aminozuur dat aan de keten bindt.

De reactie elimineert een hydroxylradicaal aan het uiteinde van het aminozuurkok en elimineert een waterstof aan het NH -uiteinde₂ van het andere aminozuur.  De reactieve gebieden van de twee aminozuren binden en creëren de peptidekop.

Kan u van dienst zijn: leukocyten (witte bloedcellen): kenmerken, functies, typen

Ribosomen en antibiotica

Aangezien eiwitsynthese een onmisbare gebeurtenis is voor bacteriën, hebben bepaalde antibiotica de ribosomen en verschillende stadia van het vertaalproces zo wit.

Streptomycine bindt bijvoorbeeld aan de kleine subeenheid om het translatieproces te verstoren, waardoor fouten worden veroorzaakt bij het lezen van het RNA van de boodschapper.

Andere antibiotica zoals neomycines en gentamycines kunnen ook translatfouten veroorzaken, die een kleine subeenheid koppelen.

Soorten ribosomen

Ribosomen in prokaryoten

Bacteriën, zoals EN. coli, Ze hebben meer dan 15.000 ribosomen (in verhoudingen is dit gelijk aan bijna een kwart van het droge gewicht van de bacteriecel).

Ribosomen in bacteriën hebben een diameter van ongeveer 18 nm en worden gevormd uit 65% ribosomaal RNA en slechts 35% eiwit van verschillende grootte, tussen 6.000 en 75.000 kDa.

De grote subeenheid wordt 50s genoemd en de kleine 30s, die worden gecombineerd om een ​​structuur uit de jaren 70 te vormen met een moleculaire massa van 2.5 × 10⁶ KDA.

De subeenheid uit de jaren 30 is langwerpig en niet symmetrisch, terwijl de 50s dikker en strakker is.

De kleine subeenheid van EN. coli Het bestaat uit 16S ribosomaal RNA (1542 basen) en 21 eiwitten en in de grote subeenheid zijn ribosomales 23S (2904 basen), 5s (1542 basen) en 31 eiwitten. De eiwitten die ze samenstellen, zijn basic en het aantal varieert volgens de structuur.

Ribosomale RNA -moleculen, samen met eiwitten, zijn gegroepeerd in een secundaire structuur vergelijkbaar met andere soorten RNA.

Ribosomen in eukaryoten

Ribosomen in eukaryoten (80S) zijn groter, met een groter gehalte aan RNA en eiwit. RNA's zijn langer en worden 18s en 28s genoemd. Zoals in de prokaryoten, wordt de samenstelling van de ribosomen gedomineerd door het ribosomale RNA.

In deze organismen heeft ribosoom een ​​moleculaire massa van 4.2 × 10⁶ KDA en ontleppen in de subeenheid 40 en 60s.

De 40S -subeenheid bevat een enkel RNA -molecuul, 18S (1874 basen) en ongeveer 33 eiwitten. Evenzo bevat subeenheid 60s de RNA 28S (4718 bases), 5.8s (160 basen) en 5s (120 basen). Bovendien bestaat het uit basiseiwitten en zuureiwitten.

Ribosomen in bogen

Archaeas zijn een groep microscopische organismen die doen denken aan bacteriën, maar verschillen in zoveel kenmerken die een afzonderlijk domein vormen.  Ze leven in diverse omgevingen en kunnen extreme omgevingen koloniseren.

De soorten ribosomen die in de bogen worden gevonden, zijn vergelijkbaar met de ribosomen van eukaryotische organismen, hoewel ze ook bepaalde kenmerken van bacteriële ribosomen hebben.

Het heeft drie soorten ribosomale RNA -moleculen: 16S, 23S en 5s, gekoppeld aan 50 of 70 eiwitten, afhankelijk van de soorten van de studie. Wat betreft de grootte van de ribosomen van bogen, ze zijn dichter bij de bacterie (70s met twee 30s en 50s subeenheden) maar in termen van hun primaire structuur zijn ze dichter bij de eukaryoten.

Omdat bogen vaak omgevingen wonen met hoge temperaturen en hoge zoutconcentraties, zijn hun ribosomen zeer resistent.

Sedimentatiecoëfficiënt

De S of Svedbergs verwijst naar de deeltjessedimentatiecoëfficiënt. Drukt de relatie uit tussen constante sedimentatiesnelheid tussen toegepaste versnelling. Deze maatregel heeft tijdafmetingen.

Het kan je van dienst zijn: Boba Turtle: kenmerken, habitat en gedrag

Merk op dat de Svedbergs geen additieven zijn, omdat ze rekening houden met de massa en vorm van het deeltje. Om deze reden voegt in bacteriën het ribosoom bestaande uit 50s en 30s subeenheden geen 80s toe, ook de 40s en 60s -subeenheden vormen geen ribosoom uit de jaren 90.

Synthese van ribosomen

Alle benodigde celmachines voor de synthese van ribosomen worden gevonden in de nucleolus, een dicht gebied van de kern die niet is omgeven door membraneuze structuren.

De nucleolus is een variabele structuur afhankelijk van het celtype: het is groot en opvallend in cellen met hoge eiwitvereisten en is een bijna onmerkbaar gebied in cellen die een kleine hoeveelheid eiwit synthetiseren.

De verwerking van ribosomaal RNA treedt op in dit gebied, waar het is bevestigd met ribosomale eiwitten en aanleiding geeft tot korrelige condensatieproducten, die de onrijpe subeenheden zijn die de functionele ribosomen zullen vormen.

De subeenheden worden buiten de kern getransporteerd - door nucleaire poriën - naar het cytoplasma, waar ze worden geassembleerd in volwassen ribosomen die kunnen beginnen met eiwitsynthese.

Ribosomale RNA -genen

Bij mensen worden de genen die coderen voor ribosomale RNA's gevonden in vijf paar specifieke chromosomen: 13, 14, 15, 21 en 22. Omdat cellen grote hoeveelheden ribosomen vereisen, worden genen meerdere keren herhaald in deze chromosomen.

De nucleolusgenen coderen voor ribosomales 5.8s, 18s en 28s en worden getranscribeerd door RNA -polymerase in een 45S -voorloper -transcriptief. Ribosomaal 5S RNA wordt niet gesynthetiseerd in de nucleolus.

Oorsprong en evolutie

Moderne ribosomen moesten verschijnen op Luca's tijd, de laatste universele gemeenschappelijke voorouder (van het acroniem in het Engels Universele gemeenschappelijke voorouder), waarschijnlijk in het RNA van de hypothetische wereld. Er wordt voorgesteld dat overdracht RNA's fundamenteel waren voor de evolutie van ribosomen.

Deze structuur zou kunnen ontstaan ​​als een complex met zelf -toepassingsfuncties die vervolgens functies hebben verkregen voor aminozuursynthese. Een van de meest opvallende kenmerken van RNA is het vermogen om zijn eigen replicatie te katalyseren.

https: // youtu.BE/YQSSSSROMG

Referenties

1. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. (2002). Biochemie. 5e editie. New York: W H Freeman. Sectie 29.3, tot ribosoom is een ribonucleoproteïne -deeltje (70s) gemaakt van een kleine (30s) en een grote (50s) subeenheid. Beschikbaar op: NCBI.NLM.NIH.Gov
2. Curtis, h., & Schnek, een. (2006). Uitnodiging voor de biologie. ED. Pan -American Medical.
3. Fox, g. EN. (2010). Oorsprong en evolutie van het ribosoom. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 2(9), A003483.
4. Hall, J. EN. (2015). Guyton en Hall Textbook of Medical Physiology E-Book. Elsevier Health Sciences.
5. Lewin, B. (1993). Genen. Deel 1. Galm.
6. Lodish, h. (2005). Cellulaire en moleculaire biologie. ED. Pan -American Medical.
7. Ramakrishnan, v. (2002). Ribosoomstoot en het mechaanisme van vertaling. Cel, 108(4), 557-572.
8. Tortora, g. J., Funke, B. R., & Case, c. L. (2007). Inleiding tot microbiologie. ED. Pan -American Medical.
9. Wilson, D. N., & Cate, j. H. D. (2012). De structuur en functie van het eukaryotische ribosoom. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 4(5), A011536.