Ribosomu RNS, kā tā tiek sintezēta, veidi un struktūra, funkcijas



The Ribosomu RNSvai ribosomu, šūnu bioloģijā, ir svarīgākā ribosomu strukturālā sastāvdaļa. Tāpēc tām ir neaizstājama loma proteīnu sintēzes procesā un ir vislielākā attiecībā pret citiem galvenajiem RNS veidiem: kurjers un pārnešana.

Olbaltumvielu sintēze ir būtisks notikums visos dzīvajos organismos. Iepriekš tika uzskatīts, ka ribosomu RNS aktīvi nepiedalījās šajā parādībā un ka tai bija tikai strukturāla loma. Mūsdienās ir pierādījumi, ka RNS ir katalītiskas funkcijas un tas ir patiesais proteīna sintēzes katalizators.

Eukariotos gēni, kas izraisa šāda veida RNS, tiek organizēti kodola rajonā, ko sauc par kodolu. RNS veidi parasti tiek klasificēti atkarībā no to uzvedības sedimentācijā, un tāpēc tiem pievieno "Svedberg vienību" burtu S..

Indekss

  • 1 veidi
    • 1.1. Svedbergas vienības
    • 1.2. Prokarioti
    • 1.3. Eukarioti
  • 2 Kā tas tiek sintezēts?
    • 2.1 Gēnu atrašanās vieta
    • 2.2. Transkripcijas sākums
    • 2.3 Transkripcijas pagarināšana un beigas
    • 2.4. Post-transkripcijas izmaiņas
  • 3 Struktūra
  • 4 Funkcijas
  • 5 Piemērojamība
  • 6 Evolūcija
  • 7 Atsauces

Veidi

Viena no pārsteidzošākajām atšķirībām starp eukariotiskajām un prokariotiskajām līnijām ir kompozīcija ribosomu RNS ziņā, kas veido to ribosomas. Prokariotēm ir mazākas ribosomas, bet eukariotu ribosomas ir lielākas.

Ribosomas ir sadalītas lielās un mazās apakšvienībās. Mazajā ir viena ribosomu RNS molekula, bet lielāks satur lielāku molekulu un divas mazākas, eukariotu gadījumā..

Mazākajai ribosomu RNS baktērijās var būt no 1500 līdz 3000 nukleotīdiem. Cilvēkiem ribosomu RNS sasniedz garākus garumus, no 1800 līdz 5000 nukleotīdiem.

Ribosomas ir fiziskas vienības, kurās notiek proteīnu sintēze. Tie sastāv no aptuveni 60% ribosomu RNS. Pārējie ir proteīni.

Svedbergas vienības

Vēsturiski ribosomu RNS identificē ar suspendēto daļiņu sedimentācijas koeficientu, kas ir centrifugēts standarta apstākļos, kas apzīmēts ar "Svedberg vienību" burtu S..

Viena no šīs vienības interesantajām īpašībām ir tā, ka tā nav piedeva, proti, 10S plus 10S nav 20S. Šā iemesla dēļ ir zināma neskaidrība saistībā ar ribosomu galīgo izmēru.

Prokariotes

Baktērijās, arkās, mitohondrijās un hloroplastos nelielā ribosomas vienība satur 16S ribosomu RNS. Lai gan lielajā apakšvienībā ir divas ribosomu RNS sugas: 5S un 23S.

Eukarioti

No otras puses, eukariotes, 18S ribosomu RNS ir atrodamas mazajā apakšvienībā, un lielā apakšvienība 60S satur trīs ribosomu RNS veidus: 5S, 5.8S un 28S. Šajā līnijā ribosomas parasti ir lielākas, sarežģītākas un bagātākas nekā prokariotēs.

Kā tas tiek sintezēts?

Gēnu atrašanās vieta

Ribosomu RNS ir ribosomu centrālā sastāvdaļa, tāpēc tās sintēze ir neaizstājams notikums šūnā. Sintēze notiek kodolā, reģionā, kas atrodas kodola iekšienē, ko nesaista bioloģiskā membrāna.

Mašīnas ir atbildīgas par ribosomu vienību montāžu noteiktu proteīnu klātbūtnē.

Ribosomu RNS gēni tiek organizēti dažādos veidos atkarībā no ciltsraksta. Atgādināt, ka gēns ir DNS fragments, kas kodē fenotipu.

Baktēriju gadījumā 16S, 23S un 5S ribosomu RNS gēni tiek organizēti un pārrakstīti operonā. Šī "gēnu kopīga organizācija" ir ļoti izplatīta prokariotu gēnos.

Turpretī eukarioti, sarežģītāki organismi ar membrānu norobežotu kodolu, tiek organizēti vienlaicīgi. Mums, cilvēkiem, gēni, kas kodē ribosomu RNS, ir sakārtoti piecās "grupās", kas atrodas 13., 14., 15., 21. un 22. hromosomās..

Transkripcijas sākums

Šūnā RNS polimerāze ir enzīms, kas atbild par nukleotīdu pievienošanu RNS virzieniem. Tās veido DNS molekulu no DNS molekulas. Šis RNS veidošanas process pēc DNS kā rūdīta sauc par transkripciju. Ir vairāki RNS polimerāžu veidi.

Parasti ribosomu RNS transkripciju veic RNS polimerāze I, izņemot 5S ribosomu RNS, kuras transkripciju veic ar RNS polimerāzi III. 5S ir arī īpatnība, ka tā tiek pārrakstīta no kodola.

RNS sintēzes veicinātāji sastāv no diviem elementiem, kas ir bagāti ar GC sekvencēm un centrālo reģionu, šeit sākas transkripcija.

Cilvēkiem procesam nepieciešamie transkripcijas faktori pievienojas centrālajam reģionam un izraisa pirmsākšanas kompleksu, kas sastāv no TATA kastes un faktoriem, kas saistīti ar TBP.

Kad visi faktori ir kopā, RNS polimerāze I kopā ar citiem transkripcijas faktoriem saistās ar promotora centrālo reģionu, lai izveidotu ierosināšanas kompleksu..

Transkripcijas pagarināšana un beigas

Pēc tam notiek transkripcijas procesa otrais posms: pagarinājums. Šeit notiek transkripcija, un tajā ietilpst citu katalītisko proteīnu, piemēram, topoizomerāzes, klātbūtne.

Eukariotos ribosomu gēnu transkripcijas vienībām ir DNS sekvence 3 'galā ar secību, kas pazīstama kā Sal kastē, kas norāda transkripcijas beigas..

Pēc ribosomu RNS transkripcijas, kas sakārtotas tandēmā, nukleozā notiek ribosomu biogēze. Ribosomu gēnu transkripti ir nobrieduši un saistīti ar proteīniem, veidojot ribosomu vienības.

Pirms izbeigšanas notiek "riboproteīnu" sērijas veidošanās. Tāpat kā ziņojumapmaiņas RNS, splicing to vada mazi nukleolāri ribonukleoproteīni vai snRNP, to akronīms angļu valodā.

The splicing tas ir process, kurā tiek izdzēsti introni (nekodējošas sekvences), kas parasti "pārtrauc" eksonus (sekvences, kas kodē attiecīgo gēnu).

Šis process noved pie 20S starpniekiem, kas satur 18S un 32S rRNS, kas satur 5,8S un 28S rRNS.

Post-transkripcijas modifikācijas

Pēc ribosomu RNS rašanās, tām tiek veiktas papildu izmaiņas. Tie ietver metilēšanu (metilgrupas pievienošana) aptuveni 100 nukleotīdus ribosomu grupā ribosomas 2'-OH grupā. Turklāt notiek vairāk nekā 100 uridīnu izomerizācija pseido-uridīna formā.

Struktūra

Tāpat kā DNS, RNS sastāv no slāpekļa bāzes, kas saistās ar kovalentu saiti ar fosfāta mugurkaulu.

Četras slāpekļa bāzes, kas veido tās, ir adenīns, citozīns, uracils un guanīns. Tomēr, atšķirībā no DNS, RNS nav dubultjoslas molekula, bet vienkārša josla.

Tāpat kā pārneses RNS, ribosomu RNS raksturo diezgan sarežģīta sekundārā struktūra ar specifiskiem saistošiem reģioniem, kas atpazīst ziņotāja RNS un pārneses RNS..

Funkcijas

Ribosomu RNS galvenā funkcija ir nodrošināt fizisku struktūru, kas ļauj ņemt ziņu RNS un dekodēt to aminoskābēs, veidojot proteīnus..

Olbaltumvielas ir biomolekulas ar plašu funkciju klāstu - no skābekļa transportēšanas, piemēram, hemoglobīna, līdz atbalsta funkcijām.

Piemērojamība

Ribosomu RNS tiek plaši izmantots gan molekulārās bioloģijas, gan evolūcijas, gan medicīnas jomā.

Ja vēlamies uzzināt filogenētiskās attiecības, vairāk problēmu starp divām organismu grupām - tas ir, kā organismi ir saistīti ar radniecību - ribosomu RNS gēni parasti tiek izmantoti kā etiķetes..

Tie ir ļoti noderīgi kā molekulārie marķieri, pateicoties zemajiem evolūcijas ātrumiem (šāda veida sekvences sauc par "konservētām sekvencēm")..

Faktiski viens no slavenākajiem filoloģiskajiem rekonstrukcijām bioloģijas jomā tika veikts ar Carl Woese un līdzstrādniekiem, izmantojot 16S ribosomu RNS sekvences. Šī pētījuma rezultāti ļāva sadalīt dzīvos organismus trīs jomās: arheā, baktērijās un eukariotos..

No otras puses, ribosomu RNS parasti ir daudzu antibiotiku mērķis, ko izmanto medicīnas jomā, lai izārstētu dažādas slimības. Ir loģiski pieņemt, ka, uzbrūkot baktērijas proteīnu ražošanas sistēmai, tas tiks nekavējoties ietekmēts.

Evolūcija

Ir spekulēts, ka ribosomas, kā mēs to zinām šodien, sāka veidoties ļoti attālos laikos, tuvu LUCA veidošanai (pēc tās iniciāļiem Angļu pēdējais universālais kopējais senči vai pēdējais universālais kopējais senčs).

Faktiski, viena no hipotēzēm attiecībā uz dzīves izcelsmi norāda, ka dzīve ir radusies no RNS molekulas, jo tai ir nepieciešamās autokatalītiskās spējas, kas uzskatāmas par vienu no dzīvības prekursoru molekulām..

Pētnieki ierosina, ka pašreizējo ribosomu prekursori nav tik selektīvi ar aminoskābēm, pieņemot abus izomērus l un d. Mūsdienās ir plaši zināms, ka proteīnus veido tikai aminoskābes.

Turklāt ribosomu RNS ir spēja katalizēt peptidila transferāzes reakciju, kas raksturīga kā nukleotīdu repozitorija, kopā ar tās katalītiskajām spējām, padara to par galveno elementu pirmās formas evolūcijā uz zemes..

Atsauces

  1. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. (2002). Bioķīmija 5. izdevums. Ņujorka: W H Freeman. 29.3. Iedaļa, Ribosoma ir ribonukleoproteīna daļiņa (70S), kas izgatavota no mazas (30S) un liela (50S) apakšvienības. Pieejams: ncbi.nlm.nih.gov
  2. Curtis, H., un Schnek, A. (2006). Ielūgums uz bioloģiju. Ed. Panamericana Medical.
  3. Fox, G. E. (2010). Ribosomas izcelsme un attīstība. Aukstā pavasara ostas perspektīvas bioloģijā, 2(9), a003483.
  4. Hall, J. E. (2015). Guyton un Hall medicīniskās fizioloģijas e-grāmatas mācību grāmata. Elsevier Health Sciences.
  5. Lewin, B. (1993). Gēni 1. sējums. Reverte.
  6. Lodish, H. (2005). Šūnu un molekulārā bioloģija. Ed. Panamericana Medical.
  7. Ramakrishnan, V. (2002). Ribosomu struktūra un tulkošanas mehānisms. Šūna, 108(4), 557-572.
  8. Tortora, G. J., Funke, B. R. un Case, C. L. (2007). Ievads mikrobioloģijā. Ed. Panamericana Medical.
  9. Vilsons, D. N., un Kate, J.H. D. (2012). Eukariotiskās ribosomas struktūra un funkcija. Aukstā pavasara ostas perspektīvas bioloģijā, 4(5), a011536.