RIBOSOMINĖ RNR: KAIP JI SUSINTETINTA, TIPAI IR STRUKTŪRA, FUNKCIJOS - BIOLOGIJA

Svarbiausias ribosomos struktūrinis komponentas yra ribosomų RNR arba ribosomų, ląstelių biologija. Dėl šios priežasties jie atlieka nepakeičiamą vaidmenį baltymų sintezėje ir yra gausiausi kitų pagrindinių RNR rūšių atžvilgiu: pasiuntinys ir pernešimas.

Baltymų sintezė yra lemiamas įvykis visuose gyvuose organizmuose. Anksčiau buvo manoma, kad ribosomų RNR aktyviai nedalyvavo šiame reiškinyje ir vaidino tik struktūrinį vaidmenį. Šiandien yra įrodymų, kad RNR turi katalizines funkcijas ir yra tikrasis baltymų sintezės katalizatorius.

Šaltinis: Jane Richardson (Dcrjsr), iš „Wikimedia Commons“

Eukariotuose tokio tipo RNR sukeliantys genai yra organizuojami branduolio srityje, vadinamoje branduoliu. RNR tipai paprastai klasifikuojami atsižvelgiant į jų elgesį sedimentacijoje, todėl prie jų pridedama raidė S „Svedbergo vienetams“.

Tipai

Vienas ryškiausių eukariotinių ir prokariotinių linijų skirtumų yra ribosomų RNR, sudarančio jų ribosomas, sudėtis. Prokariotai turi mažesnes ribosomas, tuo tarpu eukariotuose ribosomos yra didesnės.

Ribosomos yra padalintos į didelius ir mažus subvienetus. Mažame yra viena ribosominė RNR molekulė, o mažame - viena didesnė molekulė ir dvi mažesnės - eukariotų atveju.

Mažiausios ribosomų RNR bakterijose gali būti nuo 1500 iki 3000 nukleotidų. Žmonėms ribosomų RNR pasiekia didesnį ilgį - nuo 1800 iki 5000 nukleotidų.

Ribosomos yra fiziniai subjektai, kur vyksta baltymų sintezė. Jie sudaryti iš maždaug 60% ribosomų RNR. Likusieji yra baltymai.

Svedbergo vienetai

Istoriškai ribosomų RNR buvo identifikuojamas suspenduotų dalelių, centrifuguotų standartinėmis sąlygomis, sedimentacijos koeficientu, kuris žymimas raide S „Svedbergo vienetams“.

Viena iš įdomių šio įrenginio savybių yra ta, kad jis nėra priedas, tai yra, 10S plius 10S nėra 20S. Dėl šios priežasties yra tam tikrų painiavų, susijusių su galutiniu ribosomų dydžiu.

Prokariotai

Bakterijose, archajoje, mitochondrijose ir chloroplastuose mažame ribosomos vienete yra 16S ribosomų RNR. Nors dideliame subvienete yra dviejų rūšių ribosomų RNR: 5S ir 23S.

Eukariotai

Kita vertus, eukariotuose 18S ribosomų RNR randama mažame subvienete, o dideliame 60S subvienete yra trijų rūšių ribosomų RNR: 5S, 5,8S ir 28S. Šioje linijoje ribosomos paprastai būna didesnės, sudėtingesnės ir gausesnės nei prokariotuose.

Kaip jis sintetinamas?

Genų vieta

Ribosominė RNR yra centrinis ribosomų komponentas, todėl jos sintezė yra nepakeičiamas įvykis ląstelėje. Sintezė vyksta branduolyje - branduolio srityje, kurios neapima biologinė membrana.

Mašina yra atsakinga už ribosomų vienetų surinkimą, kai yra tam tikrų baltymų.

Ribosomų RNR genai yra organizuojami skirtingais būdais, priklausomai nuo kilmės. Atminkite, kad genas yra DNR segmentas, koduojantis fenotipą.

Bakterijų atveju ribosomų RNR 16S, 23S ir 5S genai yra organizuojami ir perrašomi kartu operone. Ši „genų kartu“ organizacija yra labai paplitusi prokariotiniuose genuose.

Priešingai, eukariotai, sudėtingesni organizmai, turintys membranos atskirtą branduolį, yra organizuojami kartu. Mums, žmonėms, ribosominę RNR koduojantys genai yra suskirstyti į penkias „grupes“, esančias 13, 14, 15, 21 ir 22 chromosomose. Šie regionai vadinami NOR.

Transkripcijos pradžia

Ląstelėje RNR polimerazė yra fermentas, atsakingas už nukleotidų pridėjimą prie RNR gijų. Iš jų DNR sudaro molekulę. Šis RNR formavimo procesas po DNR grūdinimo yra žinomas kaip transkripcija. Yra keli RNR polimerazių tipai.

Paprastai ribosominę RNR transkripciją vykdo RNR polimerazė I, išskyrus 5S ribosominę RNR, kurios transkripciją vykdo RNR polimerazė III. 5S taip pat turi savitumą, kad jis perrašomas už branduolio ribų.

RNR sintezės promotoriai susideda iš dviejų elementų, kuriuose gausu GC sekų, ir centrinės srities, čia prasideda transkripcija.

Žmonėms procesui reikalingi transkripcijos veiksniai jungiasi su centrine sritimi ir sukelia priešiniciacinį kompleksą, kurį sudaro TATA dėžutė ir su TBP susiję veiksniai.

Kai visi veiksniai yra kartu, RNR polimerazė I kartu su kitais transkripcijos veiksniais jungiasi prie centrinio promotoriaus krašto, kad sudarytų iniciacijos kompleksą.

Transkripcijos pailgėjimas ir pabaiga

Vėliau įvyksta antrasis transkripcijos proceso žingsnis: pailgėjimas. Čia įvyksta pati transkripcija ir joje yra kitų katalizinių baltymų, tokių kaip topoizomerazė.

Eukariotuose ribosomų genų transkripcijos vienetai turi 3 'gale esančią DNR seką su seka, vadinama Sal dėžute, kuri rodo transkripcijos pabaigą.

Atlikus ribosomų RNR transkripciją, išdėstytą kartu, ribosomų biogenezė vyksta branduolyje. Ribosomų genų nuorašai subręsta ir susiejami su baltymais, kad susidarytų ribosomų vienetai.

Prieš nutraukiant susidaro „riboproteinų“ serija. Kaip ir pasiuntinių RNR, sujungimo procesą lemia maži branduoliniai ribonukleoproteinai arba snRNPs, nes jo santrumpa anglų kalba.

Sujungimas yra procesas, kurio metu pašalinami intronai (nekoduojančios sekos), kurie paprastai „nutraukia“ egzonus (sekos, kurios koduoja atitinkamą geną).

Procesas lemia tarpinius 20S turinčius 18S rRNR ir 32S turinčius 5,8S ir 28S rRNR.

Po transkripcijos modifikacijos

Kilus ribosominėms RNR, jos toliau modifikuojamos. Tai apima maždaug 100 nukleotidų metilinimą (pridedant metilo grupę) kiekvienoje ribosomoje ribosomos 2'-OH grupėje. Be to, įvyksta daugiau kaip 100 uridinų izomerizacija į pseudo-uridino formą.

Struktūra

Kaip ir DNR, RNR yra sudaryta iš azoto bazės, kovalentiškai sujungtos su fosfato pagrindu.

Juos sudarančios keturios azoto bazės yra adeninas, citozinas, uracilis ir guaninas. Tačiau skirtingai nuo DNR, RNR yra ne dvigubos juostos molekulė, o vienos juostos.

Kaip ir pernešančioji RNR, ribosominei RNR būdinga gana sudėtinga antrinė struktūra, turinti specifinius surišimo regionus, kurie atpažįsta pasiuntinio RNR ir perkelia RNR.

funkcijos

Pagrindinė ribosominės RNR funkcija yra pateikti fizinę struktūrą, leidžiančią pasiimti pasiuntinio RNR ir iššifruoti į aminorūgštis, sudaryti baltymus.

Baltymai yra biomolekulės, turinčios platų funkcijų spektrą - nuo deguonies, pavyzdžiui, hemoglobino, pernešimo iki palaikomųjų funkcijų.

Taikymas

Ribosominė RNR plačiai naudojama tiek molekulinės biologijos, evoliucijos, tiek medicinoje.

Jei norite sužinoti daugiau apie filogenetinius ryšius tarp dviejų organizmų grupių - tai yra, kaip organizmai yra susiję vienas su kitu giminystės ryšiu - ribosomų RNR genai dažnai naudojami kaip žymėjimas.

Dėl mažo evoliucijos greičio jie yra labai naudingi kaip molekuliniai žymekliai (šios sekos yra žinomos kaip „konservuotos sekos“).

Iš tikrųjų vieną garsiausių filogenetinių rekonstrukcijų biologijos srityje atliko Carlas Woese'as ir bendradarbiai, naudodami 16S ribosomų RNR sekas. Šio tyrimo rezultatai leido gyvus organizmus suskirstyti į tris sritis: archają, bakterijas ir eukariotus.

Kita vertus, ribosomų RNR dažnai yra daugelio antibiotikų, kurie naudojami medicinoje, siekiant išgydyti įvairiausias ligas, taikinys. Logiška manyti, kad užpuolus bakterijos baltymų gamybos sistemai, ji bus nedelsiant paveikta.

Evoliucija

Spėliojama, kad ribosomos, kaip jas šiandien žinome, pradėjo formuotis labai atokiais laikais, arti LUCA (paskutinio visuotinio bendro protėvio arba paskutinio visuotinio bendro protėvio) formavimosi.

Tiesą sakant, viena iš hipotezių apie gyvybės kilmę teigia, kad gyvybė kilo iš RNR molekulės - nes ji turi būtinas autokatalitines galimybes, kad būtų laikoma viena iš pirmtakų gyvybės molekulių.

Tyrėjai teigia, kad dabartiniai ribosomų pirmtakai nebuvo tokie selektyvūs aminorūgščių atžvilgiu, priimdami ir l, ir d izomerus. Šiandien plačiai žinoma, kad baltymai formuojami tik iš l formos amino.

Be to, ribosominė RNR turi galimybę katalizuoti peptidiltransferazės reakciją. Ši savybė, kuri tarnauja kaip nukleotidų saugykla, kartu su jos katalizinėmis galimybėmis, daro ją pagrindiniu pirmųjų formų žemėje evoliucijos elementu.

Nuorodos

Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. (2002). Biochemija. 5-asis leidimas. Niujorkas: WH Freeman. 29.3 skyrius. Ribosoma yra ribonukleoproteinų dalelė (70S), pagaminta iš mažo (30S) ir didelio (50S) subvieneto. Galima rasti: ncbi.nlm.nih.gov
Curtis, H., ir Schnek, A. (2006). Kvietimas į biologiją. Panamerican Medical Ed.
Fox, GE (2010). Ribosomos kilmė ir raida. Šaltojo pavasario uosto biologinės perspektyvos, 2 (9), a003483.
Salė, JE (2015). Gytono ir Hallo medicinos fiziologijos e-knygos vadovėlis. Elsevier sveikatos mokslai.
Lewinas, B. (1993). Genai 1 tomas. Grąžinkite.
Lodish, H. (2005). Ląstelių ir molekulių biologija. Panamerican Medical Ed.
Ramakrishnan, V. (2002). Ribosomų struktūra ir vertimo mechanizmas. Cell, 108 (4), 557-572.
„Tortora“, G. J., „Funke“, „BR“ ir „Case“, CL (2007). Įvadas į mikrobiologiją. Panamerican Medical Ed.
Wilsonas, DN ir Cate, JHD (2012). Eukariotų ribosomos struktūra ir funkcijos. Šaltojo pavasario uosto biologinės perspektyvos, 4 (5), a011536.

RIBOSOMINĖ RNR: KAIP JI SUSINTETINTA, TIPAI IR STRUKTŪRA, FUNKCIJOS - BIOLOGIJA - 2025