ARN ribozomalsau ribozomal, în biologia celulară, este cea mai importantă componentă structurală a ribozomilor. Din acest motiv, ele au un rol indispensabil în sinteza proteinelor și sunt cele mai abundente în raport cu celelalte tipuri principale de ARN: mesager și transfer..
Sinteza proteinelor este un eveniment crucial în toate organismele vii. Anterior, se credea că ARN ribozomal nu a fost implicat activ în acest fenomen și a jucat doar un rol structural. Astăzi există dovezi că ARN-ul are funcții catalitice și este adevăratul catalizator al sintezei proteinelor.
În eucariote, genele care dau naștere acestui tip de ARN sunt organizate într-o regiune a nucleului numită nucleol. Tipurile de ARN sunt de obicei clasificate în funcție de comportamentul lor în sedimentare, de aceea sunt însoțite de litera S pentru „unitățile Svedberg”.
Indice articol
Una dintre cele mai izbitoare diferențe dintre liniile eucariote și procariote este compoziția ARN-ului ribozomal care constituie ribozomii lor. Procariotele au ribozomi mai mici, în timp ce ribozomii din eucariote sunt mai mari.
Ribozomii sunt împărțiți în subunități mari și mici. Micul conține o singură moleculă de ARN ribozomal, în timp ce cel mare conține o moleculă mai mare și două mai mici, în cazul eucariotelor..
Cel mai mic ARN ribozomal din bacterii poate fi de la 1500 la 3.000 de nucleotide. La om, ARN-ul ribozomal atinge lungimi mai mari, între 1800 și 5000 de nucleotide.
Ribozomii sunt entitățile fizice în care are loc sinteza proteinelor. Acestea sunt compuse din aproximativ 60% ARN ribozomal. Restul sunt proteine.
Din punct de vedere istoric, ARN-ul ribozomal este identificat prin coeficientul de sedimentare al particulelor suspendate centrifugate în condiții standard, care este notat cu litera S pentru „unitățile Svedberg”..
Una dintre proprietățile interesante ale acestei unități este că nu este aditivă, adică 10S plus 10S nu sunt 20S. Din acest motiv, există o anumită confuzie legată de dimensiunea finală a ribozomilor..
La bacterii, arhee, mitocondrii și cloroplaste, unitatea mică a ribozomului conține ARN ribozomal 16S. În timp ce subunitatea mare conține două specii de ARN ribozomal: 5S și 23S.
În eucariote, pe de altă parte, ARN ribozomal 18S se găsește în subunitatea mică, iar subunitatea mare, 60S, conține trei tipuri de ARN ribozomal: 5S, 5.8S și 28S. În această filiație, ribozomii tind să fie mai mari, mai complexi și mai abundenți decât în procariote..
ARN ribozomal este componenta centrală a ribozomilor, deci sinteza sa este un eveniment indispensabil în celulă. Sinteza are loc în nucleol, o regiune din nucleu care nu este delimitată de o membrană biologică.
Mașinile sunt responsabile pentru asamblarea unităților ribozomice în prezența anumitor proteine.
Genele ARN ribozomale sunt organizate în moduri diferite, în funcție de descendență. Amintiți-vă că o genă este un segment de ADN care codifică un fenotip.
În cazul bacteriilor, genele pentru ARN ribozomal 16S, 23S și 5S sunt organizate și transcrise împreună într-un operon. Această organizare „gene împreună” este foarte frecventă în genele procariote..
În schimb, eucariotele, organisme mai complexe cu un nucleu delimitat de membrană, sunt organizate în tandem. La noi, oamenii, genele care codifică ARN ribozomal sunt organizate în cinci „grupuri” situate pe cromozomii 13, 14, 15, 21 și 22. Aceste regiuni se numesc NOR.
În celulă, ARN polimeraza este o enzimă responsabilă pentru adăugarea de nucleotide la firele de ARN. Ei formează o moleculă a acestora dintr-o moleculă de ADN. Acest proces de formare a unui ARN în urma temperării ADN-ului este cunoscut sub numele de transcripție. Există diferite tipuri de ARN polimeraze.
În general, transcrierea ARN-urilor ribozomale este realizată de ARN polimeraza I, cu excepția ARN ribozomal 5S, a cărei transcriere este efectuată de ARN polimeraza III. 5S are, de asemenea, particularitatea că este transcris în afara nucleolului.
Promotorii sintezei ARN constau din două elemente bogate în secvențe GC și o regiune centrală, aici începe transcrierea.
La om, factorii transcripționali necesari procesului se leagă de regiunea centrală și dau naștere la complexul de pre-inițiere, care constă din cutia TATA și factorii asociați TBP..
Odată ce toți factorii sunt împreună, ARN polimeraza I, împreună cu alți factori de transcripție, se leagă de regiunea centrală a promotorului pentru a forma complexul de inițiere..
Mai târziu, are loc al doilea pas al procesului de transcriere: alungirea. Aici transcrierea în sine are loc și implică prezența altor proteine catalitice, cum ar fi topoizomeraza..
În eucariote, unitățile transcripționale ale genelor ribozomale au o secvență ADN la capătul 3 'cu o secvență cunoscută sub numele de caseta Sal, care indică sfârșitul transcripției.
După transcrierea ARN-urilor ribozomale comandate în tandem, biogeneza ribozomilor are loc în nucleol. Transcrierile genelor ribozomale se maturizează și se asociază cu proteinele pentru a forma unități ribozomale.
Înainte de terminare, apare formarea unei serii de „riboproteine”. Ca și în ARN-urile messenger, procesul de îmbinarea este condus de ribonucleoproteine nucleolare mici sau snRNP-uri.
îmbinarea este un proces în care sunt eliminați intronii (secvențe necodificatoare) care sunt, de obicei, exoni „întreruptori” (secvențe care codifică gena în cauză).
Procesul duce la intermediari de 20S care conțin ARNr 18S și 32S, conținând ARNr 5.8S și 28S.
După originea ARN-ului ribozomal, acestea suferă modificări suplimentare. Acestea implică metilații (adăugarea unei grupări metil) a aproximativ 100 de nucleotide per ribozom la gruparea 2'-OH a ribozomului. În plus, are loc izomerizarea a peste 100 de uridine la forma pseudo-uridină..
La fel ca ADN-ul, ARN-ul este compus dintr-o bază azotată legată covalent de o coloană vertebrală de fosfat..
Cele patru baze azotate care le formează sunt adenina, citozina, uracilul și guanina. Cu toate acestea, spre deosebire de ADN, ARN-ul nu este o moleculă cu bandă dublă, ci o singură bandă..
La fel ca ARN-ul de transfer, ARN-ul ribozomal este caracterizat prin faptul că are o structură secundară destul de complexă, cu regiuni de legare specifice care recunosc ARN-ul mesager și ARN-urile de transfer..
Funcția principală a ARN-ului ribozomal este de a furniza o structură fizică care permite ca ARN-ul mesager să fie luat și decodat în aminoacizi, pentru a forma proteine.
Proteinele sunt biomolecule cu o gamă largă de funcții - de la transportul oxigenului, cum ar fi hemoglobina, până la funcțiile de susținere.
ARN ribozomal este utilizat pe scară largă, atât în domeniul biologiei și evoluției moleculare, cât și în medicină..
Dacă doriți să cunoașteți relațiile filogenetice, mai multe probleme între două grupuri de organisme - adică, modul în care organismele sunt legate între ele, în termeni de rudenie - genele ARN ribozomale sunt adesea utilizate ca etichetă.
Sunt foarte utili ca markeri moleculari datorită ratelor lor evolutive scăzute (aceste tipuri de secvențe sunt cunoscute sub numele de „secvențe conservate”).
De fapt, una dintre cele mai faimoase reconstrucții filogenetice din zona biologiei a fost efectuată de Carl Woese și colegii săi folosind secvențe de ARN ribozomal 16S. Rezultatele acestui studiu au permis divizarea organismelor vii în trei domenii: arhee, bacterii și eucariote..
Pe de altă parte, ARN-ul ribozomal este adesea ținta multor antibiotice care sunt utilizate în medicină pentru a vindeca o gamă largă de boli. Este logic să presupunem că atacând sistemul de producere a proteinelor unei bacterii, aceasta va fi imediat afectată..
Se speculează că ribozomii, așa cum îi cunoaștem astăzi, au început formarea lor în timpuri foarte îndepărtate, aproape de formarea LUCA (pentru acronimul său din Engleză ultimul strămoș comun universal sau ultimul strămoș comun universal).
De fapt, una dintre ipotezele privind originea vieții afirmă că viața provine dintr-o moleculă de ARN - deoarece are capacitățile autocatalitice necesare pentru a fi considerată una dintre moleculele precursoare ale vieții..
Cercetătorii propun că actualii precursori ai ribozomilor nu au fost la fel de selectivi cu aminoacizii, acceptând atât izomerii l, cât și d. Astăzi, este cunoscut faptul că proteinele sunt formate exclusiv din forma amino.
În plus, ARN ribozomal are capacitatea de a cataliza reacția peptidil transferazei. Această caracteristică de a servi ca depozit de nucleotide, împreună cu capacitățile sale catalitice, îl fac un element cheie în evoluția primelor forme de pe pământ.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.