ribozomi sunt cele mai abundente organite celulare și sunt implicate în sinteza proteinelor. Nu sunt înconjurate de o membrană și sunt alcătuite din două tipuri de subunități: una mare și una mică, de regulă, subunitatea mare este aproape de două ori mai mică..
Linia procariotă posedă ribozomi 70S compuși dintr-o mare 50S și o mică subunitate 30S. La fel, ribozomii din linia eucariotă sunt compuși dintr-o subunitate 60S mare și o subunitate mică 40S..
Ribozomul este analog cu o fabrică în mișcare, capabil să citească ARN mesager, să-l traducă în aminoacizi și să le lege între ele prin legături peptidice.
Ribozomii sunt echivalenți cu aproape 10% din totalul proteinelor unei bacterii și mai mult de 80% din cantitatea de ARN total. În cazul eucariotelor, acestea nu sunt la fel de abundente în comparație cu alte proteine, dar numărul lor este mai mare.
În 1950, cercetătorul George Palade a vizualizat ribozomii pentru prima dată și această descoperire a primit Premiul Nobel pentru fiziologie sau medicină..
Indice articol
Ribozomii sunt componente esențiale ale tuturor celulelor și sunt legate de sinteza proteinelor. Au dimensiuni foarte mici, deci pot fi vizualizate doar sub lumina unui microscop electronic..
Ribozomii se găsesc liberi în citoplasma celulei, ancorată la reticulul endoplasmatic dur - ribozomii îi conferă acel aspect „ridat” - și în unele organite, cum ar fi mitocondriile și cloroplastele.
Ribozomii legați de membrană sunt responsabili pentru sinteza proteinelor care vor fi inserate în membrana plasmatică sau vor fi trimise în exteriorul celulei..
Ribozomii liberi, care nu sunt atașați de nicio structură din citoplasmă, sintetizează proteine a căror destinație este în interiorul celulei. În cele din urmă, ribozomii mitocondriale sintetizează proteinele pentru utilizare mitocondrială.
În același mod, mai mulți ribozomi se pot uni și forma "polirribozomi", formând un lanț cuplat la un ARN mesager, sintetizând aceeași proteină, de mai multe ori și simultan.
Toate sunt compuse din două subunități: una numită mare sau mai mare și cealaltă mică sau mai mică..
Unii autori consideră că ribozomii sunt organite nemembrane, deoarece le lipsește aceste structuri lipidice, deși alți cercetători nu le consideră organele în sine..
Ribozomii sunt structuri celulare mici (de la 29 la 32 nm, în funcție de grupul de organism), rotunjite și dense, compuse din ARN ribozomal și molecule proteice, care sunt asociate între ele..
Cei mai studiați ribozomi sunt cei ai eubacteriilor, arheilor și eucariotelor. În prima linie ribozomii sunt mai simpli și mai mici. Între timp, ribozomii eucarioti sunt mai complexi și mai mari. În archaea, ribozomii sunt mai asemănători cu ambele grupuri în anumite privințe.
Ribozomii vertebratelor și angiospermelor (plantele cu flori) sunt deosebit de complexe.
Fiecare subunitate ribozomală este alcătuită în principal din ARN ribozomal și o mare varietate de proteine. Subunitatea mare poate fi alcătuită din molecule mici de ARN pe lângă ARN ribozomal.
Proteinele sunt cuplate la ARN ribozomal în regiuni specifice, urmând o ordine. În cadrul ribozomilor, pot fi diferențiate mai multe situri active, cum ar fi zonele catalitice.
ARN ribozomal este de o importanță crucială pentru celulă și acest lucru poate fi văzut în secvența sa, care a fost practic neschimbată în timpul evoluției, reflectând presiunile selective ridicate împotriva oricărei modificări..
Ribozomii sunt responsabili pentru medierea procesului de sinteză a proteinelor în celulele tuturor organismelor, fiind o mașinărie biologică universală.
Ribozomii - împreună cu ARN de transfer și ARN mesager - reușesc să decodeze mesajul ADN și să-l interpreteze într-o secvență de aminoacizi care va forma toate proteinele dintr-un organism, într-un proces numit traducere.
În lumina biologiei, traducerea cuvântului se referă la schimbarea „limbajului” din triplete de nucleotide în aminoacizi.
Aceste structuri sunt partea centrală a translației, unde apar majoritatea reacțiilor, cum ar fi formarea de legături peptidice și eliberarea noii proteine..
Procesul de formare a proteinelor începe cu unirea dintre un ARN mesager și un ribozom. Mesagerul călătorește prin această structură la un capăt specific numit „codon inițiator de lanț”.
Pe măsură ce ARN-ul mesager trece prin ribozom, se formează o moleculă proteică, deoarece ribozomul este capabil să interpreteze mesajul codificat în mesager.
Acest mesaj este codificat în triplete de nucleotide, la fiecare trei baze indicând un anumit aminoacid. De exemplu, dacă ARN-ul mesager poartă secvența: AUG AUU CUU UUG GCU, peptida formată va fi formată din aminoacizii: metionină, izoleucină, leucină, leucină și alanină.
Acest exemplu arată „degenerarea” codului genetic, deoarece mai mult de un codon - în acest caz CUU și UUG - codifică același tip de aminoacid. Când ribozomul detectează un codon stop în ARN-ul messenger, traducerea se termină.
Ribozomul are un situs A și un situs P. Site-ul P deține peptidil-ARNt și aminoacil-ARNt intră în situsul A..
ARN-urile de transfer sunt responsabile pentru transportul aminoacizilor către ribozom și au secvența complementară cu tripletul. Există un ARN de transfer pentru fiecare dintre cei 20 de aminoacizi care alcătuiesc proteinele.
Procesul începe cu activarea fiecărui aminoacid cu legarea ATP într-un complex de adenozină monofosfat, eliberând fosfați cu energie ridicată..
Pasul anterior are ca rezultat un aminoacid cu exces de energie și unirea are loc cu ARN-ul său de transfer respectiv, pentru a forma un complex aminoacid-ARNt. Aici are loc eliberarea de adenozin monofosfat.
În ribozom, ARN-ul de transfer se întâlnește cu ARN-ul mesager. În acest stadiu secvența ARN-ului de transfer sau anticodon hibridizează cu codonul sau tripletul ARN-ului mesager. Acest lucru duce la alinierea aminoacidului cu secvența corectă a acestuia..
Enzima peptidil transferază este responsabilă pentru catalizarea formării de legături peptidice care se unesc la aminoacizi. Acest proces consumă cantități mari de energie, deoarece necesită formarea a patru legături de mare energie pentru fiecare aminoacid care este atașat lanțului..
Reacția îndepărtează un radical hidroxil la capătul COOH al aminoacidului și îndepărtează un hidrogen la capătul NHDouă a celuilalt aminoacid. Regiunile reactive ale celor doi aminoacizi se unesc și creează legătura peptidică.
Deoarece sinteza proteinelor este un eveniment esențial pentru bacterii, anumite antibiotice vizează ribozomii și diferitele etape ale procesului de traducere.
De exemplu, streptomicina se leagă de subunitatea mică pentru a interfera cu procesul de traducere, provocând erori în citirea ARN-ului messenger..
Alte antibiotice, cum ar fi neomicinele și gentamicinele, pot provoca, de asemenea, erori de traducere, cuplate la subunitatea mică..
Bacterii, cum ar fi E coli, posedă mai mult de 15.000 de ribozomi (în proporții acest lucru echivalează cu aproape un sfert din greutatea uscată a celulei bacteriene).
Ribozomii din bacterii au un diametru de aproximativ 18 nm și sunt alcătuite din 65% ARN ribozomal și doar 35% proteine de diferite dimensiuni, între 6.000 și 75.000 kDa.
Subunitatea mare se numește 50S și mica 30S, care se combină pentru a forma o structură 70S cu o masă moleculară de 2,5 × 106 kDa.
Subunitatea 30S este alungită ca formă și nu simetrică, în timp ce 50S este mai groasă și mai scurtă..
Mica subunitate a E coli Este compus din ARN ribozomali 16S (1542 baze) și 21 de proteine și în subunitatea mare sunt ARN ribozomali 23S (2904 baze), 5S (1542 baze) și 31 de proteine. Proteinele care le compun sunt de bază și numărul variază în funcție de structură.
Moleculele de ARN ribozomal, împreună cu proteinele, sunt grupate împreună într-o structură secundară în mod similar cu alte tipuri de ARN.
Ribozomii din eucariote (80S) sunt mai mari, cu un conținut mai mare de ARN și proteine. ARN-urile sunt mai lungi și se numesc 18S și 28S. Ca și în procariote, compoziția ribozomilor este dominată de ARN ribozomal.
În aceste organisme, ribozomul are o masă moleculară de 4,2 × 106 kDa și se descompune în subunitatea 40S și 60S.
Subunitatea 40S conține o singură moleculă de ARN, 18S (baze 1874) și aproximativ 33 de proteine. În mod similar, subunitatea 60S conține ARN-urile 28S (4718 baze), 5.8S (160 baze) și 5S (120 baze). În plus, este alcătuit din proteine bazice și proteine acide..
Archaea este un grup de organisme microscopice care amintesc de bacterii, dar diferă în atât de multe caracteristici încât constituie un domeniu separat. Locuiesc în medii diverse și sunt capabili să colonizeze medii extreme.
Tipurile de ribozomi găsite în archaea sunt similare cu ribozomii organismelor eucariote, deși au și anumite caracteristici ale ribozomilor bacterieni..
Are trei tipuri de molecule de ARN ribozomal: 16S, 23S și 5S, cuplate la 50 sau 70 de proteine, în funcție de specia de studiu. În ceea ce privește dimensiunea, ribozomii archaea sunt mai apropiați de cei bacterieni (70S cu două subunități 30S și 50S), dar în ceea ce privește structura lor primară sunt mai aproape de eucariote..
Deoarece archaea tind să locuiască în medii cu temperaturi ridicate și concentrații ridicate de sare, ribozomii lor sunt foarte rezistenți.
S sau Svedbergs, se referă la coeficientul de sedimentare al particulei. Exprimă relația dintre viteza constantă de sedimentare și accelerația aplicată. Această măsură are dimensiuni de timp.
Rețineți că Svedbergs nu sunt aditivi, deoarece iau în considerare masa și forma particulei. Din acest motiv, în bacterii ribozomul compus din subunități 50S și 30S nu se adaugă la 80S, la fel subunitățile 40S și 60S nu formează un ribozom 90S.
Toate mecanismele celulare necesare pentru sinteza ribozomilor se găsesc în nucleol, o regiune densă a nucleului care nu este înconjurată de structuri membranare..
Nucleolul este o structură variabilă în funcție de tipul celulei: este mare și vizibil în celulele cu cerințe proteice ridicate și este o zonă aproape imperceptibilă în celulele care sintetizează puține proteine..
Prelucrarea ARN-ului ribozomal are loc în această zonă, unde se cuplează cu proteine ribozomale și dă naștere la produse de condensare granulare, care sunt subunitățile imature care formează ribozomi funcționali..
Subunitățile sunt transportate în afara nucleului - prin porii nucleari - la citoplasmă, unde sunt asamblate în ribozomi maturi care pot începe sinteza proteinelor..
La om, genele care codifică ARN-urile ribozomale se găsesc pe cinci perechi de cromozomi specifici: 13, 14, 15, 21 și 22. Deoarece celulele necesită un număr mare de ribozomi, genele se repetă de mai multe ori pe acești cromozomi..
Genele nucleului codifică ARN ribozomal 5.8S, 18S și 28S și sunt transcrise de ARN polimerază într-un transcript precursor 45S. ARN ribozomal 5S nu este sintetizat în nucleol.
Ribozomii moderni trebuie să fi apărut pe vremea lui LUCA, ultimul strămoș comun universal. ultimul strămoș comun universal), probabil în ipotetica lume a ARN-ului. Se propune că ARN-urile de transfer au fost fundamentale pentru evoluția ribozomilor.
Această structură ar putea apărea ca un complex cu funcții de auto-replicare care ulterior au dobândit funcții pentru sinteza aminoacizilor. Una dintre cele mai remarcabile caracteristici ale ARN-ului este capacitatea sa de a cataliza propria replicare.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.