Šematski prikaz strukture ribozoma. Struktura ribozoma

Ribosom- najvažnija nemembranska organela žive ćelije, sfernog ili blago elipsoidnog oblika, prečnika 100-200 angstroma, koja se sastoji od velikih i malih podjedinica. Ribosomi služe za biosintetizaciju proteina iz aminokiselina u unaprijed određenom šablonu zasnovanom na genetskim informacijama koje pruža glasnička RNK, ili mRNA. Ovaj proces se naziva prevođenje.

U eukariotskim stanicama ribozomi se nalaze na membranama endoplazmatskog retikuluma, iako se mogu lokalizirati iu nevezanom obliku u citoplazmi. Često je nekoliko ribozoma povezano s jednom mRNA molekulom; ova struktura se naziva poliribozom. Sinteza ribozoma kod eukariota odvija se u posebnoj intranuklearnoj strukturi - nukleolu.

Ribosomi su nukleoprotein, u kojem je omjer RNK/protein 1:1 kod viših životinja i 60-65:35-40 kod bakterija. Ribosomalna RNK čini oko 70% ukupne RNK u ćeliji. Eukariotski ribozomi sadrže četiri rRNA molekula, od kojih se 18S, 5.8S i 28S rRNA sintetiziraju u nukleolu pomoću RNA polimeraze I kao jednog prekursora (45S), koji se zatim modificira i reže. 5S rRNA se sintetizira RNA polimerazom III u drugom dijelu genoma i ne zahtijeva dodatne modifikacije. Gotovo sva rRNA je u obliku magnezijeve soli, koja je neophodna za održavanje strukture; Kada se ioni magnezija uklone, ribosom prolazi kroz disocijaciju na podjedinice.

Konstanta sedimentacije (brzina sedimentacije u ultracentrifugi) ribozoma u eukariotskim ćelijama je 80S (velike i male podjedinice 60S i 40S, respektivno), u bakterijskim ćelijama (kao i mitohondrije i plastide) - 70S (velike i male podjedinice 50S i 30S , odnosno).

Translacija je sinteza proteina pomoću ribosoma na osnovu informacija snimljenih u RNK (mRNA). mRNA se veže za malu podjedinicu ribozoma kada 3" kraj 16S ribosomske RNK prepozna komplementarnu Shine-Dalgarno sekvencu koja se nalazi na 5" kraju mRNA (kod prokariota), kao i pozicioniranje početnog kodona (obično AUG) mRNA na maloj podjedinici. Kod eukariota, mala ribosomska podjedinica je također vezana kapom na kraju mRNA. Povezivanje male i velike podjedinice nastaje vezivanjem formilmetionil-tRNA (fMET-tRNA) i učešćem faktora inicijacije (IF1, IF2 i IF3 kod prokariota; njihovi analozi i dodatni faktori su uključeni u inicijaciju translacije u eukariotskim ribosomima). Dakle, prepoznavanje antikodona (u tRNA) se dešava na maloj podjedinici.

Nakon asocijacije, fMET-tRNA se nalazi na P- (peptidil-) mjestu katalitičkog (peptidil-transferaza) centra ribozoma. Sljedeća tRNA, koja nosi aminokiselinu na kraju 3" i komplementarna je drugom kodonu na mRNA, smještena je uz pomoć faktora EF-Tu na A- (aminoacil-) mjesto katalitičkog centra ribosoma Zatim se formira peptidna veza između formilmetionina (vezanog za tRNA koja se nalazi na P-mjestu) i aminokiseline koju donosi tRNA koja se nalazi na mjestu A. Mehanizam katalize formiranja peptidne veze u peptidil transferazi centar još uvijek nije u potpunosti razjašnjen.U ovom trenutku postoji nekoliko hipoteza koje objašnjavaju detalje ovog procesa: 1. Optimalno pozicioniranje podloge (inducirano uklapanje), 2. Isključenje iz aktivnog centra vode, koje može prekinuti formiranje supstrata. peptidni lanac hidrolizom, 3. Učešće rRNA nukleotida (kao što su A2450 i A2451) u prijenosu protona, 4. Učešće 2"-hidroksilne grupe 3"-terminalne nukleotidne tRNA (A76) u prijenosu protona. Visoka efikasnost kataliza se postiže interakcijom ovih faktora.

Pitanje br. 49. Obrazovanje i uloga ribozoma u ćeliji.

Ribosomi- citoplazmatske organele na kojima se odvija sinteza proteina. Ribosomi mogu funkcionirati samo u kombinaciji s dvije druge vrste RNK - prijenosnom RNK, koja isporučuje aminokiseline u molekulu proteina u izgradnji, i glasničkom RNK, koja služi kao izvor informacija potrebnih za sklapanje date sekvence aminokiselina.
dakle, ribozom može se uporediti sa radionicom za proizvodnju proteinskih molekula.

Formiranje ribozoma u nukleolima. Geni odgovorni za sintezu ribosomske RNK nalaze se u pet parova hromozoma i predstavljeni su u obliku velikog broja kopija, što omogućava istovremenu sintezu velike količine ribosomske RNK neophodne za realizaciju ćelijskih funkcija.

Formirano ribozomi akumuliraju se u nukleolima - specijaliziranim strukturama jezgre povezane s hromozomima. Ako ćelija sintetiše mnogo proteina, u njoj se formira velika količina ribosomske RNK, pa su jezgre u ovoj ćeliji velike. Naprotiv, u ćelijama koje sintetišu malo proteina, jezgre se čak i ne vide. Ribosomalna RNK u nukleolima se vezuje za ribosomske proteine i formira globularne čestice, koje su pojedinačne podjedinice ribosoma. Ove podjedinice su odvojene od nukleola, izlaze iz jezgre kroz pore nuklearne membrane i raspoređene su po gotovo cijeloj citoplazmi. Jednom u citoplazmi, podjedinice se sklapaju u zreli, funkcionalni ribosom. U jezgru nema zrelih ribozoma, pa se sinteza proteina odvija samo u citoplazmi ćelije.

Uloga ribozoma: Služe za biosintetizaciju proteina iz aminokiselina prema datom šablonu na osnovu genetskih informacija koje daje RNK za glasnik ili mRNA. Ovaj proces se naziva prevođenje

Pitanje 50: Morfologija nuklearnih struktura.

Kratak pregled osnovnih procesa povezanih sa sintezom proteina, koji su u osnovi isti u svim oblicima života, dat u poglavlju 2, ukazuje na poseban značaj ćelijskog jezgra. Jezgro obavlja dvije grupe općih funkcija: jedna je povezana sa skladištenjem samih genetskih informacija, a druga s njenom implementacijom, osiguravajući sintezu proteina. Prva grupa uključuje procese povezane s održavanjem nasljednih informacija u obliku nepromijenjene strukture DNK. Ovi procesi su povezani sa prisustvom takozvanih reparaturnih enzima koji eliminišu spontano oštećenje molekula DNK (prekid jednog od lanaca DNK, deo oštećenja radijacijom), čime se struktura DNK molekula čuva praktično nepromenjena tokom generacija ćelija. ili organizme. Dalje, u jezgru dolazi do reprodukcije ili reduplikacije i razdvajanja (segregacije) molekula DNK, što omogućava da dvije ćelije dobiju potpuno iste količine genetskih informacija, i kvalitativno i kvantitativno. U jezgru eukariota odvijaju se procesi promjene i rekombinacije genetskog materijala, što se uočava tokom mejoze (crossing over). Konačno, jezgra su direktno uključena u distribuciju molekula DNK tokom ćelijske diobe. Druga grupa ćelijskih procesa koje osigurava aktivnost jezgra je stvaranje vlastitog aparata za sintezu proteina. Ovo nije samo sinteza, transkripcija, na molekulima DNK različitih glasničkih RNK, već i transkripcija svih vrsta prijenosnih RNK i ribosomskih RNK. U jezgrima eukariotskih ćelija dolazi do “sazrevanja” (obrada, spajanje) primarnih transkripata. U jezgru eukariota do formiranja ribosomskih podjedinica dolazi i kompleksiranjem ribosomske RNK sintetizirane u nukleolu sa ribosomskim proteinima, koji se sintetiziraju u citoplazmi i prenose u jezgro. Dakle, nukleus nije samo rezervoar genetskog materijala, već i mjesto gdje se ovaj materijal razmnožava i funkcionira. Stoga je gubitak ili poremećaj bilo koje od gore navedenih funkcija poguban za ćeliju u cjelini. Dakle, poremećaj procesa popravke će dovesti do promjene primarne strukture DNK i automatski do promjene strukture proteina, što će svakako utjecati na njihovu specifičnu aktivnost, koja može jednostavno nestati ili se promijeniti tako da neće osigurati ćelijske funkcije. , zbog čega ćelija umire. Poremećaji u replikaciji DNK dovest će do zaustavljanja ćelijske reprodukcije ili do pojave ćelija s nekompletnim skupom genetskih informacija, što je također pogubno za stanice. Poremećaj u distribuciji genetskog materijala (molekula DNK) tokom ćelijske diobe će dovesti do istog rezultata. Gubitak kao rezultat oštećenja jezgre ili u slučaju kršenja bilo kojeg regulatornog procesa u sintezi bilo kojeg oblika RNK automatski će dovesti do zaustavljanja sinteze proteina u ćeliji ili do njenih grubih kršenja. Sve ovo ukazuje na vodeću važnost nuklearnih struktura u procesima povezanim sa sintezom nukleinskih kiselina i proteina - glavnih funkcionera u životu ćelije. Međutim, potrebno je još jednom naglasiti da je funkcionisanje jezgra kao sistema za skladištenje i implementaciju genetskih informacija povezano, neraskidivo povezano, sa drugim funkcionalnim sistemima ćelije, koji obezbeđuju funkcionisanje jezgra sa posebnim proteinima, tj. protok prekursora, energije itd.

Pitanje 51. Uloga nuklearnih struktura u životu ćelije

Prva grupa uključuje procese povezane s održavanjem nasljednih informacija u obliku nepromijenjene strukture DNK. Ovi procesi su povezani sa prisustvom takozvanih reparaturnih enzima koji eliminišu spontano oštećenje molekula DNK (prekid jednog od lanaca DNK, deo oštećenja radijacijom), čime se struktura DNK molekula čuva praktično nepromenjena tokom generacija ćelija. ili organizme. Dalje, u jezgru dolazi do reprodukcije ili reduplikacije i razdvajanja (segregacije) molekula DNK, što omogućava da dvije ćelije dobiju potpuno iste količine genetskih informacija, i kvalitativno i kvantitativno. U jezgru eukariota odvijaju se procesi promjene i rekombinacije genetskog materijala, što se uočava tokom mejoze (crossing over). Konačno, jezgra su direktno uključena u distribuciju molekula DNK tokom ćelijske diobe.

Druga grupa ćelijskih procesa koje osigurava aktivnost jezgra je stvaranje vlastitog aparata za sintezu proteina. Ovo nije samo sinteza, transkripcija, na molekulima DNK različitih glasničkih RNK, već i transkripcija svih vrsta prijenosnih RNK i ribosomskih RNK. U jezgrima eukariotskih ćelija dolazi do “sazrevanja” (obrada, spajanje) primarnih transkripata. U jezgru eukariota do formiranja ribosomskih podjedinica dolazi i kompleksiranjem ribosomske RNK sintetizirane u nukleolu sa ribosomskim proteinima, koji se sintetiziraju u citoplazmi i prenose u jezgro. Dakle, nukleus nije samo rezervoar genetskog materijala, već i mjesto gdje se ovaj materijal razmnožava i funkcionira. Stoga je gubitak ili poremećaj bilo koje od gore navedenih funkcija poguban za ćeliju u cjelini. Dakle, poremećaj procesa popravke će dovesti do promjene primarne strukture DNK i automatski do promjene strukture proteina, što će svakako utjecati na njihovu specifičnu aktivnost, koja može jednostavno nestati ili se promijeniti tako da neće osigurati ćelijske funkcije. , zbog čega ćelija umire. Poremećaji u replikaciji DNK dovest će do zaustavljanja ćelijske reprodukcije ili do pojave ćelija s nekompletnim skupom genetskih informacija, što je također pogubno za stanice. Poremećaj u distribuciji genetskog materijala (molekula DNK) tokom ćelijske diobe će dovesti do istog rezultata. Gubitak kao rezultat oštećenja jezgre ili u slučaju kršenja bilo kojeg regulatornog procesa u sintezi bilo kojeg oblika RNK automatski će dovesti do zaustavljanja sinteze proteina u ćeliji ili do njenih grubih kršenja.

Sve ovo ukazuje na vodeću važnost nuklearnih struktura u procesima povezanim sa sintezom nukleinskih kiselina i proteina - glavnih funkcionera u životu ćelije.

Međutim, potrebno je još jednom naglasiti da je funkcionisanje jezgra kao sistema za skladištenje i implementaciju genetskih informacija povezano, neraskidivo povezano, sa drugim funkcionalnim sistemima ćelije, koji obezbeđuju funkcionisanje jezgra sa posebnim proteinima, tj. protok prekursora, energije itd.

Pitanje 52. Struktura nukleola. Nukleolus je izvor ribozoma. Struktura ribozoma. Nukleolarna amplifikacija.

Unutar interfaznih jezgara, kako tokom vitalnih opservacija, tako i na fiksiranim i obojenim preparatima, vidljiva su mala, obično sferna tijela - nukleoli. U živim stanicama ističu se na pozadini difuzne organizacije kromatina. Nukleoli su najgušće strukture u ćeliji. Nukleoli se nalaze u gotovo svim jezgrama eukariotskih ćelija. To ukazuje na obavezno prisustvo ove komponente u ćelijskom jezgru.

U ćelijskom ciklusu, nukleolus je prisutan tokom cijele interfaze: u profazi, kako se hromozomi zbijaju tokom mitoze, postepeno nestaje, a nema ga u meta- i anafazi, i ponovo se pojavljuje u sredini telofaze da bi opstao do sljedeće mitoze. ili do smrti ćelije.

Nukleoli su konceptualizovani kao strukturni izraz hromozomske aktivnosti. Nukleoli sadrže RNK, a njihova "bazofilija", njihov afinitet prema bazičnim bojama, postao je jasan zbog kisele prirode RNK. Prema citokemijskim i biohemijskim studijama, glavna komponenta nukleola je protein: on čini do 70-80% suhe težine. Ovako visok sadržaj proteina određuje visoku gustoću nukleola. Pored proteina, u nukleolu su pronađene i nukleinske kiseline: RNK (5-14%) i DNK (2-12%).

Ribosom je elementarna ćelijska mašina za sintezu bilo kojeg ćelijskog proteina. Svi su izgrađeni na isti način u ćeliji, imaju isti molekularni sastav, obavljaju istu funkciju - sintezu proteina - stoga se mogu smatrati i ćelijskim organelama. Za razliku od drugih organela citoplazme (plastidi, mitohondrije, ćelijski centar, membranski vakuolni sistem, itd.), one su u ćeliji zastupljene u velikom broju: njih 1 x 10 7 nastaje po ćelijskom ciklusu. Stoga je najveći dio ćelijske RNK ribosomalna RNK. Ribosomalna RNK je relativno stabilna, a ribozomi mogu postojati u ćelijama kulture tkiva tokom nekoliko ćelijskih ciklusa. U ćelijama jetre, poluživot ribozoma je 50-120 sati.

Ribosomi su složene ribonukleoproteinske čestice koje uključuju mnoge molekule pojedinačnih (neponovljenih) proteina i nekoliko molekula RNK.Ribozomi prokariota i eukariota razlikuju se po veličini i molekularnim karakteristikama, iako imaju zajedničke principe organizacije i funkcioniranja. Do danas je struktura ribozoma u potpunosti dešifrovana pomoću analize difrakcije rendgenskih zraka visoke rezolucije.

Amplificirane nukleole - rRNA geni su prekomjerno replicirani. U ovom slučaju dolazi do dodatne replikacije rRNA gena kako bi se osigurala proizvodnja velikog broja ribozoma. Kao rezultat takve prekomjerne sinteze rRNA gena, njihove kopije mogu postati slobodne, ekstrahromozomske. Ove ekstrahromozomske kopije rRNA gena mogu funkcionirati neovisno, što rezultira masom slobodnih dodatnih nukleola, ali više nisu strukturno povezane s hromozomima koji formiraju nukleole. Ovaj fenomen se naziva amplifikacija gena rRNA. detaljno proučavao uzgoj jajnih stanica vodozemaca.
Kod X. laevis amplifikacija rDNK se javlja u profazi I. U ovom slučaju, količina pojačane rDNK (ili rRNA gena) postaje 3000 puta veća od te
po haploidnoj količini rDNK, a odgovara 1,5x106 rRNA genima. Ove prekobrojne ekstrahromozomske kopije formiraju stotine dodatnih nukleola u rastućim oocitima. U prosjeku, postoji nekoliko stotina ili hiljada rRNA gena po dodatnom nukleolu.
Amplificirane jezgre se također nalaze u oocitima insekata. Kod prstenaste bube ronilačke, 3x106 ekstrahromozomskih kopija rRNA gena pronađeno je u oocitima.
Nakon perioda sazrevanja jajne ćelije, tokom njene dve uzastopne deobe, jezgre se ne uključuju u mitotičke hromozome, već se odvajaju od novih jezgara i degradiraju.
U Tetrachymena pyriformis, haploidni genom mikronukleusa ima jedan gen za rRNA. Postoji oko 200 kopija u makronukleusu.
Kod kvasca, ekstrahromozomske kopije rRNA gena su ciklična DNK l ~ 3 µm, sa jednim genom rRNA.

Pitanje 53. Jezgro je sistem za skladištenje, reprodukciju i implementaciju genetskog materijala.

Oblik jezgra je sfernog, elipsoidnog, rjeđe režnjastog, bobastog itd. Prečnik jezgra je obično od 3 do 10 mikrona.

Jezgro je odvojeno od citoplazme s dvije membrane (svaka od njih ima tipičnu strukturu). Između membrana postoji uska praznina ispunjena polutečnom tvari. Na nekim mjestima se membrane spajaju jedna s drugom, formirajući pore (3), kroz koje dolazi do izmjene tvari između jezgra i citoplazme. Vanjska nuklearna (1) membrana na strani okrenuta prema citoplazmi prekrivena je ribosomima, što joj daje hrapavost, unutrašnja (2) membrana je glatka. Nuklearne membrane su dio membranskog sistema ćelije: izrasline vanjske nuklearne membrane povezuju se s kanalima endoplazmatskog retikuluma, tvoreći jedinstven sistem komunikacijskih kanala.

Karioplazma (nuklearni sok, nukleoplazma) je unutrašnji sadržaj jezgra, u kojem se nalaze hromatin i jedna ili više jezgara. Nuklearni sok sadrži različite proteine (uključujući nuklearne enzime) i slobodne nukleotide.

Nukleolus (4) je okruglo, gusto tijelo uronjeno u nuklearni sok. Broj nukleola zavisi od funkcionalnog stanja jezgra i varira od 1 do 7 ili više. Nukleoli se nalaze samo u jezgrima koji se ne dijele; nestaju tokom mitoze. Nukleolus se formira na određenim dijelovima hromozoma koji nose informacije o strukturi rRNA. Takve regije nazivaju se nukleolarnim organizatorom i sadrže brojne kopije gena koji kodiraju rRNA. Ribosomalne podjedinice se formiraju od rRNA i proteina koji dolaze iz citoplazme. Dakle, nukleolus je skup rRNA i ribosomskih podjedinica u različitim fazama njihovog formiranja

Proučavanje osnovnih procesa koji podržavaju postojanje organskog života odvija se u različitim pravcima. Lavovski dio istraživanja otpada na molekularnu biologiju i mikrobiologiju. Kao što je već jasno, zdravlje i život višećelijskih kompleksnih organizama u velikoj mjeri ovisi o operacijama koje se odvijaju unutar stanica. Proučavanje intracelularnih metamorfoza je radno intenzivan zadatak, budući da stanica višećelijskog eukariota ne može živjeti život zasebnog organizma. Život eukariota proučava se, između ostalog, na osnovu saznanja o protozoama i bakterijama. Dakle, ribosomi najjednostavnijih bakterija su po strukturi i funkciji vrlo slični nuklearnim stanicama.

Proučavajući ribozome u bakterijama, osoba stječe ne samo važna znanja o složenom procesu sinteze proteina iz aminokiselina u organskoj ćeliji, već dobiva i alate u borbi protiv mnogih bolesti. Upravo ribosomski nukleoproteini bakterija daju informacije o mehanizmima djelovanja antibiotika na patogene mikroorganizme (viruse, bakterije itd.).

U bakterijskoj ćeliji ribosom funkcionira kao tvorac proteinskih molekula. Njegova struktura određuje složeni proces biosinteze.

Suština rada nukleoproteina je u tome da se uz njegovu pomoć proizvode kompleksni polipeptidni spojevi na bazi glasničke RNK, koristeći prijenosnu RNK, bez koje bakterijska stanica ne može nastaviti postojati.

Messenger i transfer RNA nisu dio ribozoma, već se nalaze u citoplazmi bakterijske stanice.

Dakle, tri ćelijske strukture učestvuju u sintezi proteina:

matrica;
transfer RNA;
ribozom.

Metode proučavanja

Moderne biološke laboratorije imaju široke mogućnosti za proučavanje ćelija i njihovih organela.

U poređenju sa ribozomima eukariota, ove organele kod prokariota su veoma male. Iako su u drugim aspektima ove komponente stanica i bakterija i eukariota vrlo slične. Oni se također sastoje od dvije podčestice, a sam proces sinteze proteina ima mnogo sličnih mehanizama.

Zbog činjenice da ribosomski nukleoproteini predstavljaju jednu od najzanimljivijih strukturnih jedinica ćelije za čovjeka, danas postoji dovoljno metoda za identifikaciju obrazaca strukture i funkcioniranja ove organele.

Jedna od najčešće korištenih metoda za identifikaciju nukleoproteina u bakterijama je ribosomsko profiliranje.

Ova metoda se izvodi na sljedeći način:

Uništavanje bakterijske ćelije mehaničkim djelovanjem na nju. Hemijske reakcije u ovom slučaju će iskriviti sliku.
Uništavanje molekula RNK koji nisu dio ribozoma.
Uklanjanje svih polipeptidnih ostataka iz onih proizvoda koji su dobijeni kao rezultat uništenja.
Reverzna konverzija RNK u DNK.
Čitanje sekvenci aminokiselina.

Samo sekvenciranje se može implementirati pomoću nekoliko metoda, posebno dvije najčešće.

Edmanova metoda

Jedan od prvih razvijenih. Suština ove metode je da se peptid (protein) tretira određenim reagensima, što rezultira eliminacijom aminokiseline koja čini protein.

Sangerova metoda

Najsavremenija metoda. Na osnovu upotrebe sintetičkog oligonukleotida (oligonukleotidi se sastoje od više od dvije nukleinske kiseline).

Korištena metoda omogućava identifikaciju svih, čak i najmanjih dijelova RNK koji se proučava. Dobijajući potpune informacije o aminokiselinama, istraživači su u mogućnosti da rekonstruišu najvažnije operativne aspekte biosinteze.

Ova informacija je od velike važnosti za proučavanje reakcije bakterija na antibiotike.

Struktura

Trenutno znanost ima uvjerljivu količinu empirijski provjerenih informacija o strukturi ribozoma kod bakterija i eukariota.

Ovo je makromolekularni kompleks koji se sastoji od dvije podčestice različitih veličina:

mala podčestica;
velika podčestica.

Mali ribosom se sastoji od jedne ribosomske RNK i tri tuceta različitih proteina. Glavna funkcija male podjedinice je da veže nukleoprotein za glasničku RNK (mRNA).

Tokom čitavog procesa inicijacije i elongacije (vezivanje monomera na lanac makromolekula), mala podčestica drži mRNA. Osim toga, osigurava prolaz matriksa kroz nukleoproteoid.

Dakle, mala podčestica obavlja genetsku funkciju dekodiranja informacija.

Velika subčestica sadrži 3 ribosomske RNK i oko 50 proteinskih jedinjenja. Velika subčestica ne dolazi u kontakt sa matriksom, ona je odgovorna za nastanak hemijskih procesa u nukleoproteinima tokom formiranja polipeptidnih veza u prevedenom polipeptidu.

Proces emitovanja

Proces sinteze proteina (i kod bakterija i kod eukariota) ima sljedeći ciklus:

iniciranje;
izduženje;
prestanak.

Iniciranje

Inicijacija počinje kada se glasnička RNK veže na malu ribosomalnu podjedinicu.

Ako ribosomalna makromolekula prepozna troslovni kodon koji se nalazi na mRNA, tada se dodaje tRNA antikodon.

Izduženje

Dodavanje aminokiselina koje donosi tRNA i kretanje ribozoma duž matriksa sa oslobađanjem tRNA molekula.

Kretanje duž mRNA se nastavlja sve dok ne dođe do stop kodona, koji je prisutan u svim šablonima.

Raskid

Novoformirani protein, koji se sastoji od prevedenih aminokiselina, se odvaja.

U nekim slučajevima, završetak translacije novoformiranog proteina je praćen dezintegracijom (disocijacijom) ribozoma.

Razlike u sintezi proteina u eukariotskim stanicama

Unatoč činjenici da se eukariotski ribozomi sastoje od istih strukturnih dijelova kao u bakterijskim stanicama, sinteza eukariotskih polipeptida ima svoje karakteristike:

Razlike u mehanizmu inicijacije (prepoznavanje kodona i selekcija antikodona).
Razlike u fazi raskida. Kod eukariota, u nekim slučajevima, nakon što je sinteza proteina završena i formiran novi molekul, ovaj se molekul ne odvaja, već počinje iznova.

Naziv parametra	Značenje
Tema članka:	Ribosomi
Rubrika (tematska kategorija)	Obrazovanje

Struktura ribosoma: 1 - velika podjedinica; 2 - mala podjedinica.

Ribosomi- nemembranske organele, prečnika približno 20 nm. Ribosomi se sastoje od dvije podjedinice - velike i male, u koje se mogu razdvojiti. Hemijski sastav ribozoma je protein i rRNA. Molekuli rRNA čine 50-63% mase ribozoma i formiraju njegov strukturni okvir. Postoje dvije vrste ribozoma: 1) eukariotski (sa konstantama sedimentacije za cijeli ribozom - 80S, mala podjedinica - 40S, velika - 60S) i 2) prokariotski (70S, 30S, 50S, respektivno).

Ribozomi eukariotskog tipa sadrže 4 rRNA molekula i oko 100 proteinskih molekula, dok prokariotski tip sadrži 3 rRNA molekula i oko 55 molekula proteina. Tokom biosinteze proteina, ribozomi mogu "raditi" pojedinačno ili se kombinovati u komplekse - poliribozomi (polisomi). U takvim kompleksima oni su međusobno povezani jednim mRNA molekulom. Prokariotske ćelije imaju samo ribozome tipa 70S. Eukariotske ćelije imaju ribozome tipa 80S (grube EPS membrane, citoplazma) i 70S-tip (mitohondrije, hloroplasti).

Eukariotske ribosomske podjedinice se formiraju u nukleolu. Kombinacija podjedinica u cijeli ribosom nastaje u citoplazmi, po pravilu, tokom biosinteze proteina.

Funkcija ribozoma: sklapanje polipeptidnog lanca (sinteza proteina).

Ribosomi - pojam i vrste. Klasifikacija i karakteristike kategorije "Ribozomi" 2017, 2018.

- Disocijacija ribozoma je neophodan preduslov za inicijaciju.

Postoje dva načina da se prepozna inicijacijski kodon: Terminalna inicijacija (karakteristična za eukariote) je proces u kojem se ribosom precizno veže za modificirani (cap) 5' kraj mRNA i kreće se duž njega dok ne otkrije... .

- Ribozomi.

Ribosomi se sastoje od dvije podjedinice nejednake veličine - velike i male, na koje se mogu razdvojiti. Ribosomi sadrže proteine i ribosomalnu RNK (rRNA). U zavisnosti od lokacije u ćeliji razlikuju se slobodni ribozomi - ribozomi koji se nalaze u... .

- Ribosomi, lizozomi, Golgijev aparat, njihova struktura i funkcije.

Ribosom je okrugla ribonukleoproteinska čestica prečnika 20-30 nm. Sastoji se od malih i velikih podjedinica, čija se kombinacija javlja u prisustvu glasničke RNK (mRNA). Jedan molekul mRNA obično povezuje nekoliko ribozoma poput niti...

- RIBOZOMI

Vakuole i sferozomi biljnih ćelija Sekretorne vezikule i granule Ova vrsta jednomembranskih organela je povezana sa egzocitozom – sintezom i oslobađanjem supstanci iz ćelije. Postoje dvije vrste egzocitoze: sekrecija i izlučivanje....

- Ribozomi

Nukleolus Nukleolus je istaknuta okrugla struktura smještena unutar jezgra. Ovo je mjesto formiranja ribozoma. Jezgro može imati jednu ili više nukleola. Intenzivno se mrlje jer sadrži velike količine DNK i RNK. Nukleol sadrži... .

- Nemembranske ćelijske organele: ribozomi, organele kretanja, ćelijski centar

Ribosomi su nemembranske ćelijske organele čija je funkcija biosinteza proteina. Svaki ribosom se sastoji od dvije podjedinice - velike i male, izgrađene od ribosomske RNK i proteina. Masa ribosomske RNK u ribozomu je veća - od nje se grade okviri velikog...

- Štap je podijeljen na vanjske i unutrašnje segmente. Vanjski segment se sastoji od diskova. Unutrašnji segment ima jezgro, mitohondrije, ribozome, lamelarni kompleks itd.

Što se tiče količine, preovlađuju štapovi (120-130 miliona). Sloj fotoreceptorskih neurona je najširi, sadrži fotoreceptorske ćelije - to su primarne senzorne ćelije, imaju akson koji se povezuje sa dendritima asocijativnih neurona i perifernim procesom... .

Kompletan, radni ribosom sastoji se od dvije nejednake podjedinice, koje se lako reverzibilno razdvajaju na veliku i malu podjedinicu. Veličina kompletnog prokariotskog ribozoma je 20 x 17 x 17 nm, eukariotskog - 25 x 20 x 20. Kompletan prokariotski ribozom ima koeficijent sedimentacije od 70S i disocira na dvije podjedinice: 50S i 30S. Kompletan eukariotski ribosom, 80S ribosom, rastavlja se na 60S i 40S podjedinice. Oblik i detaljan obris ribozoma iz raznih organizama i ćelija, uključujući i prokariotske i eukariotske, zapanjujuće su slični, iako se razlikuju u nizu detalja. Mala ribosomska podjedinica je u obliku štapa sa nekoliko malih izbočina (vidi sliku 81), njena dužina je oko 23 nm, a širina 12 nm. Velika podjedinica izgleda kao hemisfera sa tri izbočene izbočine. Kada je povezana u kompletan ribosom 70S, mala podčestica jednim krajem leži na jednoj od izbočina 50S čestice, a drugom u njenom žlijebu. Male podjedinice sadrže jedan RNA molekul, a velike podjedinice sadrže nekoliko: kod prokariota - dvije, a kod eukariota - 3 molekule. Karakteristike molekularnog sastava ribozoma date su u tabeli 9.

Tabela 9. Molekularne karakteristike ribozoma

Dakle, eukariotski ribosom uključuje četiri RNK molekula različite dužine: 28S RNK sadrži 5000 nukleotida, 18SRNA – 2000, 5,8S RNK – 160, 5SRNA – 120. Ribosomske RNK imaju složenu sekundarnu i tercijarnu strukturu kose i formiraju kompleksnu tercijarnu strukturu kose. područja, što dovodi do samopakiranja, samoorganizacije ovih molekula u tijelo složenog oblika. Na primjer, sama molekula 18S RNK u fiziološkim ionskim uvjetima formira česticu u obliku štapa koja određuje oblik male ribosomske podjedinice.

Pod uticajem niskih jonskih sila, posebno kada se uklone joni magnezijuma, guste ribosomske podjedinice se mogu razviti u labave ribonukleoproteinske niti, gde se mogu uočiti klasteri pojedinačnih proteina, ali ne postoje pravilne strukture, kao što su nukleosomi, jer ne postoje grupe sličnih proteina: u ribosomu je svih 80 proteina različito.

Za formiranje ribozoma neophodno je prisustvo četiri tipa ribosomske RNK u ekvimolarnim omjerima i prisustvo svih ribosomskih proteina. Sastavljanje ribosoma može se dogoditi spontano in vitro, ako se proteini uzastopno dodaju RNK u određenom nizu.

Stoga, biosinteza ribozoma zahtijeva sintezu mnogih posebnih ribosomalnih proteina i 4 tipa ribosomske RNK. Gdje se ta RNK sintetiše, koliko gena, gdje su ti geni lokalizirani, kako su organizirani unutar DNK hromozoma – sva su ova pitanja posljednjih decenija uspješno rješavana proučavanjem strukture i funkcije jezgrica.

Struktura i funkcije ribozoma su neophodne da bi svaka moderna osoba znala. Funkcionisanje ćelije u živom organizmu je složen proces koji se nastavlja tokom celog života organizma.

Ribosomi su ćelijske organele koje učestvuju u složenom ćelijskom mehanizmu prevođenja genetskog koda u lance aminokiselina. Dugi lanci aminokiselina su povezani zajedno da formiraju proteine koji obavljaju različite funkcije. Dijagram strukture ribozoma prikazan je na donjoj slici.

Koju funkciju obavljaju ribozomi?

Svrha opisane organele u bilo kojoj ćeliji je da izvrši sintezu proteina. Proteine koriste gotovo sve stanice:

kao katalizatori - ubrzavaju vrijeme reakcije;
kao vlakna - pružaju stabilnost ćelija;
mnogi proteini imaju individualne zadatke.

Glavno skladište informacija u ćelijama je molekul deoksiribonukleinske kiseline (DNK). Poseban enzim, RNA polimeraza, veže se za molekulu DNK i stvara "zrcalnu kopiju" - šablonsku ribonukleinsku kiselinu (mRNA), koja se slobodno kreće iz jezgra u citoplazmu ćelije.

Lanac ribonukleinske kiseline se obrađuje po izlasku iz jezgra; regioni RNK koji ne kodiraju proteine se uklanjaju; mRNA se koristi za dalju sintezu proteina.

Svaka mRNA se sastoji od 4 različite nukleinske kiseline, čiji tripleti čine kodone. Svaki kodon specificira određenu aminokiselinu. U tijelu svih živih bića na Zemlji nalazi se 20 aminokiselina. Kodoni koji se koriste za specifikaciju aminokiselina su gotovo univerzalni.

Kodon koji pokreće sve proteine je "AUG", sekvenca nukleinskih baza:

adenin;
uracil;
guanin

Posebna molekula RNK opskrbljuje aminokiseline za sintezu - transfer RNA ili tRNA. tRNA koja nosi odgovarajuću aminokiselinu približava se aktivnom kodonu i povezuje se s njim. Sa proteinom u izgradnji formira se peptidna veza nove aminokiseline.

Gdje nastaju ribozomi?

Sastavni dijelovi organele formiraju se u nukleolu. Dvije podjedinice se spajaju kako bi započele kemijski proces sinteze proteina iz mRNA lanca. Ribosom djeluje kao katalizator, formirajući peptidne veze između aminokiselina. Korištena tRNA se vraća nazad u citosol, gdje se kasnije može vezati za drugu aminokiselinu.

Organela će doći do stop kodona mRNA (UGA, UAG i UAA), zaustavljajući proces sinteze. Posebni proteini (faktori terminacije) će prekinuti lanac aminokiselina, odvajajući ga od posljednje tRNA - formiranje proteina će se završiti.

Različiti proteini zahtijevaju određene modifikacije i transport do određenih područja ćelije prije nego što mogu funkcionirati. Ribosom vezan za endoplazmatski retikulum stavit će novoformirani protein unutra, on će biti podvrgnut daljnjim modifikacijama i bit će pravilno savijen. Ostali proteini se formiraju direktno u citosolu, gdje djeluju kao katalizator za različite reakcije.

Ribosomi stvaraju proteine koji su potrebni ćelijama, čineći oko 20 posto sastava ćelije. U ćeliji postoji oko 10.000 različitih proteina, od kojih svaki ima otprilike milion kopija.

Ribosom efikasno i brzo učestvuje u sintezi, dodajući 3-5 aminokiselina proteinskom lancu u sekundi. Kratki proteini koji sadrže nekoliko stotina aminokiselina mogu se sintetizirati za nekoliko minuta.

Sastav i struktura ribozoma

Ribosomi imaju sličnu strukturu u ćelijama svih organizama na Zemlji i neophodni su u sintezi proteina. U ranoj evoluciji različitih oblika života, ribosom je prihvaćen kao univerzalno sredstvo za prevođenje RNK u proteine. Ove organele se neznatno razlikuju u različitim organizmima.

Opisane organele sastoje se od velike i male podjedinice smještene oko molekula mRNA. Svaka podjedinica je kombinacija proteina i RNK koja se naziva ribosomalna RNK (rRNA).

Dužina rRNA u različitim lancima je različita. rRNA je okružena proteinima koji stvaraju ribozom. rRNA drži mRNA i tRNA u organeli i djeluje kao katalizator za ubrzavanje stvaranja peptidnih veza između aminokiselina.

Ribosomi se mjere u Svedbergovim jedinicama, što je koliko dugo je potrebno molekulu da se istaloži iz otopine u centrifugi. Što je veći broj, to je veći molekul.

Razlike između prokariotskih i eukariotskih ribozoma prikazane su u tabeli.

Ribosomi su odgovorni za proces sinteze proteina – motoričke snage tijela i jedan su od ključnih organela žive ćelije, zastupljen u svoj raznolikosti živih bića na Zemlji.