Representação esquemática da estrutura dos ribossomos. Estrutura dos ribossomos
Ribossomo- a organela não membranar mais importante de uma célula viva, de formato esférico ou ligeiramente elipsoidal, com diâmetro de 100-200 angstroms, composta por subunidades grandes e pequenas. Os ribossomos servem para biossintetizar proteínas a partir de aminoácidos em um modelo predeterminado com base na informação genética fornecida pelo RNA mensageiro, ou mRNA. Este processo é chamado de tradução.
Nas células eucarióticas, os ribossomos estão localizados nas membranas do retículo endoplasmático, embora também possam estar localizados de forma independente no citoplasma. Muitas vezes vários ribossomos estão associados a uma molécula de mRNA; esta estrutura é chamada polirribossomo. A síntese de ribossomos em eucariotos ocorre em uma estrutura intranuclear especial - o nucléolo.
Os ribossomos são uma nucleoproteína, na qual a proporção RNA/proteína é de 1:1 em animais superiores e de 60-65:35-40 em bactérias. O RNA ribossômico representa cerca de 70% do RNA total de uma célula. Os ribossomos eucarióticos contêm quatro moléculas de rRNA, das quais 18S, 5.8S e 28S rRNA são sintetizados no nucléolo pela RNA polimerase I como um único precursor (45S), que é então modificado e cortado. O rRNA 5S é sintetizado pela RNA polimerase III em outra parte do genoma e não requer modificações adicionais. Quase todo o rRNA está na forma de sal de magnésio, necessário para manter a estrutura; Quando os íons magnésio são removidos, o ribossomo sofre dissociação em subunidades.
A constante de sedimentação (taxa de sedimentação em uma ultracentrífuga) de ribossomos em células eucarióticas é 80S (subunidades grandes e pequenas 60S e 40S, respectivamente), em células bacterianas (bem como mitocôndrias e plastídios) - 70S (subunidades grandes e pequenas 50S e 30S , respectivamente).
A tradução é a síntese de uma proteína por um ribossomo com base na informação registrada no RNA mensageiro (mRNA). O mRNA se liga à pequena subunidade do ribossomo quando a extremidade 3" do RNA ribossômico 16S reconhece a sequência complementar de Shine-Dalgarno localizada na extremidade 5" do mRNA (em procariontes), bem como o posicionamento do códon de início (geralmente AUG) do mRNA na subunidade pequena. Nos eucariotos, a pequena subunidade ribossômica também está ligada por uma capa no final do mRNA. A associação das subunidades pequenas e grandes ocorre com a ligação do formilmetionil-tRNA (fMET-tRNA) e a participação de fatores de iniciação (IF1, IF2 e IF3 em procariotos; seus análogos e fatores adicionais estão envolvidos no início da tradução em ribossomos eucarióticos). Assim, o reconhecimento do anticódon (no tRNA) ocorre na subunidade pequena.
Após a associação, o fMET-tRNA está localizado no sítio P- (peptidil-) do centro catalítico (peptidil-transferase) do ribossomo. O próximo tRNA, carregando um aminoácido na extremidade 3" e complementar ao segundo códon do mRNA, é colocado com a ajuda do fator EF-Tu no sítio A- (aminoacil-) do centro catalítico do ribossomo . Em seguida, uma ligação peptídica é formada entre a formilmetionina (ligada ao tRNA localizado no sítio P) e o aminoácido trazido pelo tRNA localizado no sítio A. O mecanismo de catálise da formação de uma ligação peptídica na peptidil transferase centro ainda não está completamente claro. No momento, existem várias hipóteses que explicam os detalhes deste processo: 1. Posicionamento ideal dos substratos (ajuste induzido), 2. Exclusão do centro ativo de água, que pode interromper a formação de a cadeia peptídica através de hidrólise, 3. Participação de nucleotídeos de rRNA (como A2450 e A2451) na transferência de prótons, 4. Participação do grupo 2"-hidroxila do nucleotídeo 3"-terminal tRNA (A76) na transferência de prótons. Alta eficiência da catálise é alcançada pela interação desses fatores.
Pergunta nº 49. Educação e o papel dos ribossomos na célula.
Ribossomos- organelas citoplasmáticas nas quais ocorre a síntese de proteínas. Os ribossomos podem funcionar apenas em combinação com outros dois tipos de RNA - o RNA transportador, que fornece aminoácidos à molécula de proteína em construção, e o RNA mensageiro, que serve como fonte de informações necessárias para a montagem de uma determinada sequência de aminoácidos.
Por isso, ribossomo pode ser comparado a uma oficina de produção de moléculas de proteínas.
Formação de ribossomos em nucléolos. Os genes responsáveis pela síntese do RNA ribossômico estão localizados em cinco pares de cromossomos e se apresentam na forma de muitas cópias, o que permite a síntese simultânea de grande quantidade de RNA ribossômico necessário à execução das funções celulares.
Formado ribossomos acumulam-se nos nucléolos - estruturas especializadas do núcleo associadas aos cromossomos. Se uma célula sintetiza muitas proteínas, uma grande quantidade de RNA ribossômico é formada nela, de modo que os nucléolos nesta célula são grandes. Pelo contrário, nas células que sintetizam pouca proteína, os nucléolos nem sequer são visíveis. O RNA ribossômico nos nucléolos liga-se às proteínas ribossômicas para formar partículas globulares, que são subunidades individuais do ribossomo. Essas subunidades são separadas do nucléolo, saem do núcleo pelos poros da membrana nuclear e estão distribuídas por quase todo o citoplasma. Uma vez no citoplasma, as subunidades são reunidas em um ribossomo maduro e funcional. Não há ribossomos maduros no núcleo, portanto a síntese protéica ocorre apenas no citoplasma da célula.
Papel dos Ribossomos: Servem para biossintetizar proteínas a partir de aminoácidos de acordo com um determinado modelo baseado na informação genética fornecida pelo RNA mensageiro, ou mRNA. Este processo é chamado de tradução
Questão 50: Morfologia das estruturas nucleares.
| A breve visão geral dos processos básicos associados à síntese de proteínas, que são basicamente os mesmos em todas as formas de vida, apresentada no Capítulo 2, indica a importância especial do núcleo celular. O núcleo desempenha dois grupos de funções gerais: uma associada ao próprio armazenamento da informação genética, outra à sua implementação, garantindo a síntese proteica. O primeiro grupo inclui processos associados à manutenção da informação hereditária na forma de uma estrutura de DNA inalterada. Esses processos estão associados à presença das chamadas enzimas de reparo que eliminam o dano espontâneo à molécula de DNA (quebra de uma das cadeias de DNA, parte do dano por radiação), o que preserva a estrutura das moléculas de DNA praticamente inalterada ao longo de gerações de células. ou organismos. Além disso, no núcleo ocorre a reprodução ou reduplicação e separação (segregação) das moléculas de DNA, o que permite que duas células recebam exatamente os mesmos volumes de informação genética, tanto qualitativa quanto quantitativamente. No núcleo dos eucariotos ocorrem processos de mudança e recombinação do material genético, que são observados durante a meiose (crossing over). Finalmente, os núcleos estão diretamente envolvidos na distribuição das moléculas de DNA durante a divisão celular. Outro grupo de processos celulares proporcionados pela atividade do núcleo é a criação de seu próprio aparelho de síntese protéica. Esta não é apenas a síntese, transcrição, em moléculas de DNA de vários RNAs mensageiros, mas também a transcrição de todos os tipos de RNAs de transferência e RNAs ribossômicos. Nos núcleos das células eucarióticas, ocorre a “maturação” (processamento, splicing) dos transcritos primários. No núcleo dos eucariotos, a formação de subunidades ribossômicas também ocorre pela complexação do RNA ribossômico sintetizado no nucléolo com proteínas ribossômicas, que são sintetizadas no citoplasma e transferidas para o núcleo. Assim, o núcleo não é apenas o reservatório de material genético, mas também o local onde esse material se reproduz e funciona. Portanto, a perda ou interrupção de qualquer uma das funções acima é desastrosa para a célula como um todo. Assim, a perturbação dos processos de reparação levará a uma alteração na estrutura primária do DNA e automaticamente a uma alteração na estrutura das proteínas, o que certamente afetará a sua atividade específica, que pode simplesmente desaparecer ou alterar-se de modo a não fornecer funções celulares. , como resultado da morte da célula. Perturbações na replicação do DNA levarão à interrupção da reprodução celular ou ao aparecimento de células com um conjunto incompleto de informações genéticas, o que também é fatal para as células. Uma interrupção na distribuição do material genético (moléculas de DNA) durante a divisão celular levará ao mesmo resultado. A perda como resultado de dano ao núcleo ou em caso de violação de quaisquer processos regulatórios na síntese de qualquer forma de RNA levará automaticamente à interrupção da síntese protéica na célula ou às suas violações grosseiras. Tudo isso indica a importância primordial das estruturas nucleares nos processos associados à síntese de ácidos nucléicos e proteínas - principais funcionários na vida da célula. No entanto, é necessário enfatizar mais uma vez que o funcionamento do núcleo como sistema de armazenamento e implementação da informação genética está associado, indissociavelmente ligado, a outros sistemas funcionais da célula, que proporcionam ao funcionamento do núcleo proteínas especiais, o fluxo de precursores, energia, etc. |
Questão 51. O papel das estruturas nucleares na vida celular
A breve visão geral dos processos básicos associados à síntese de proteínas, que são basicamente os mesmos em todas as formas de vida, apresentada no Capítulo 2, indica a importância especial do núcleo celular. O núcleo desempenha dois grupos de funções gerais: uma associada ao próprio armazenamento da informação genética, outra à sua implementação, garantindo a síntese proteica.
O primeiro grupo inclui processos associados à manutenção da informação hereditária na forma de uma estrutura de DNA inalterada. Esses processos estão associados à presença das chamadas enzimas de reparo que eliminam o dano espontâneo à molécula de DNA (quebra de uma das cadeias de DNA, parte do dano por radiação), o que preserva a estrutura das moléculas de DNA praticamente inalterada ao longo de gerações de células. ou organismos. Além disso, no núcleo ocorre a reprodução ou reduplicação e separação (segregação) das moléculas de DNA, o que permite que duas células recebam exatamente os mesmos volumes de informação genética, tanto qualitativa quanto quantitativamente. No núcleo dos eucariotos ocorrem processos de mudança e recombinação do material genético, que são observados durante a meiose (crossing over). Finalmente, os núcleos estão diretamente envolvidos na distribuição das moléculas de DNA durante a divisão celular.
Outro grupo de processos celulares proporcionados pela atividade do núcleo é a criação de seu próprio aparelho de síntese protéica. Esta não é apenas a síntese, transcrição, em moléculas de DNA de vários RNAs mensageiros, mas também a transcrição de todos os tipos de RNAs de transferência e RNAs ribossômicos. Nos núcleos das células eucarióticas, ocorre a “maturação” (processamento, splicing) dos transcritos primários. No núcleo dos eucariotos, a formação de subunidades ribossômicas também ocorre pela complexação do RNA ribossômico sintetizado no nucléolo com proteínas ribossômicas, que são sintetizadas no citoplasma e transferidas para o núcleo. Assim, o núcleo não é apenas o reservatório de material genético, mas também o local onde esse material se reproduz e funciona. Portanto, a perda ou interrupção de qualquer uma das funções acima é desastrosa para a célula como um todo. Assim, a perturbação dos processos de reparação levará a uma alteração na estrutura primária do DNA e automaticamente a uma alteração na estrutura das proteínas, o que certamente afetará a sua atividade específica, que pode simplesmente desaparecer ou alterar-se de modo a não fornecer funções celulares. , como resultado da morte da célula. Perturbações na replicação do DNA levarão à interrupção da reprodução celular ou ao aparecimento de células com um conjunto incompleto de informações genéticas, o que também é fatal para as células. Uma interrupção na distribuição do material genético (moléculas de DNA) durante a divisão celular levará ao mesmo resultado. A perda como resultado de dano ao núcleo ou em caso de violação de quaisquer processos regulatórios na síntese de qualquer forma de RNA levará automaticamente à interrupção da síntese protéica na célula ou às suas violações grosseiras.
Tudo isso indica a importância primordial das estruturas nucleares nos processos associados à síntese de ácidos nucléicos e proteínas - principais funcionários na vida da célula.
No entanto, é necessário enfatizar mais uma vez que o funcionamento do núcleo como sistema de armazenamento e implementação da informação genética está associado, indissociavelmente ligado, a outros sistemas funcionais da célula, que proporcionam ao funcionamento do núcleo proteínas especiais, o fluxo de precursores, energia, etc.
Questão 52. Estrutura do nucléolo. O nucléolo é a fonte dos ribossomos. A estrutura dos ribossomos. Amplificação nucleolar.
Dentro dos núcleos interfásicos, tanto durante observações vitais quanto em preparações fixas e coradas, são visíveis pequenos corpos, geralmente esféricos - nucléolos. Nas células vivas, eles se destacam no contexto da organização difusa da cromatina. Os nucléolos são as estruturas mais densas da célula. Os nucléolos são encontrados em quase todos os núcleos das células eucarióticas. Isso indica a presença obrigatória desse componente no núcleo da célula.
No ciclo celular, o nucléolo está presente durante toda a interfase: na prófase, à medida que os cromossomos são compactados durante a mitose, ele desaparece gradualmente e está ausente na meta e na anáfase, e reaparece no meio da telófase para persistir até a próxima mitose. , ou até a morte celular.
Os nucléolos foram conceituados como a expressão estrutural da atividade cromossômica. Os nucléolos contêm RNA, sua “basofilia”, sua afinidade por corantes básicos, tornou-se clara devido à natureza ácida do RNA. Segundo estudos citoquímicos e bioquímicos, o principal componente do nucléolo é a proteína: representa até 70-80% do peso seco. Um teor tão elevado de proteínas determina a alta densidade dos nucléolos. Além da proteína, foram encontrados ácidos nucléicos no nucléolo: RNA (5-14%) e DNA (2-12%).
O ribossomo é uma máquina celular elementar para a síntese de qualquer proteína celular. Todos eles são construídos da mesma forma na célula, possuem a mesma composição molecular, desempenham a mesma função - síntese protéica - portanto também podem ser considerados organelas celulares. Ao contrário de outras organelas do citoplasma (plastídios, mitocôndrias, centro celular, sistema vacuolar de membrana, etc.), elas são representadas em uma célula em um grande número: 1 x 10 7 delas são formadas por ciclo celular. Portanto, a maior parte do RNA celular é RNA ribossômico. O RNA ribossômico é relativamente estável e os ribossomos podem existir em células de cultura de tecidos durante vários ciclos celulares. Nas células do fígado, a meia-vida dos ribossomos é de 50 a 120 horas.
Os ribossomos são partículas complexas de ribonucleoproteínas, que incluem muitas moléculas de proteínas individuais (não repetidas) e várias moléculas de RNA.Os ribossomos de procariontes e eucariotos diferem em tamanho e características moleculares, embora tenham princípios comuns de organização e funcionamento. Até o momento, a estrutura dos ribossomos foi completamente decifrada usando análise de difração de raios X de alta resolução.
Nucléolos amplificados - genes rRNA são superreplicados. Nesse caso, ocorre replicação adicional de genes de rRNA para garantir a produção de um grande número de ribossomos. Como resultado dessa síntese excessiva de genes de rRNA, suas cópias podem tornar-se livres, extracromossômicas. Essas cópias extracromossômicas de genes de rRNA podem funcionar de forma independente, resultando em uma massa de nucléolos adicionais livres, mas não mais estruturalmente associados aos cromossomos formadores de nucléolo. Este fenômeno é chamado de amplificação do gene rRNA. estudado em detalhes sobre o crescimento de oócitos de anfíbios.
Em X. laevis, a amplificação do rDNA ocorre na prófase I. Neste caso, a quantidade de rDNA amplificado (ou genes de rRNA) torna-se 3.000 vezes maior do que
por quantidade haplóide de rDNA e corresponde a 1,5x106 genes de rRNA. Essas cópias extracromossômicas supranumerárias formam centenas de nucléolos adicionais nos oócitos em crescimento. Em média, existem centenas ou milhares de genes de rRNA por nucléolo adicional.
Nucléolos amplificados também são encontrados em oócitos de insetos. No besouro mergulhador, 3x106 cópias extracromossômicas de genes rRNA foram encontradas nos oócitos.
Após o período de maturação do oócito, durante suas duas divisões sucessivas, os nucléolos não são incluídos nos cromossomos mitóticos; eles são separados dos novos núcleos e se degradam.
Em Tetrachymena pyriformis, o genoma haplóide do micronúcleo possui um único gene rRNA. Existem cerca de 200 cópias no macronúcleo.
Na levedura, as cópias extracromossômicas dos genes de rRNA são DNA cíclico de 1 ~ 3 µm, com um gene de rRNA.
Questão 53. O núcleo é um sistema de armazenamento, reprodução e implementação de material genético.
A forma do núcleo é esférica, elipsóide, menos frequentemente lobada, em forma de feijão, etc. O diâmetro do núcleo é geralmente de 3 a 10 mícrons.
O núcleo é delimitado do citoplasma por duas membranas (cada uma delas com uma estrutura típica). Entre as membranas existe uma lacuna estreita preenchida com uma substância semilíquida. Em alguns locais, as membranas se fundem, formando poros (3), por onde ocorre a troca de substâncias entre o núcleo e o citoplasma. A membrana nuclear externa (1) do lado voltado para o citoplasma é coberta por ribossomos, o que lhe confere rugosidade, a membrana interna (2) é lisa. As membranas nucleares fazem parte do sistema de membrana da célula: as protuberâncias da membrana nuclear externa conectam-se aos canais do retículo endoplasmático, formando um único sistema de canais comunicantes.
Carioplasma (suco nuclear, nucleoplasma) é o conteúdo interno do núcleo, no qual estão localizadas a cromatina e um ou mais nucléolos. A seiva nuclear contém várias proteínas (incluindo enzimas nucleares) e nucleotídeos livres.
O nucléolo (4) é um corpo redondo e denso imerso em suco nuclear. O número de nucléolos depende do estado funcional do núcleo e varia de 1 a 7 ou mais. Os nucléolos são encontrados apenas em núcleos que não se dividem; eles desaparecem durante a mitose. O nucléolo é formado em certas seções dos cromossomos que carregam informações sobre a estrutura do rRNA. Essas regiões são chamadas de organizadores nucleolares e contêm numerosas cópias de genes que codificam rRNA. As subunidades ribossômicas são formadas a partir de rRNA e proteínas provenientes do citoplasma. Assim, o nucléolo é uma coleção de rRNA e subunidades ribossômicas em diferentes estágios de sua formação.
O estudo dos processos básicos que sustentam a existência da vida orgânica é realizado em diferentes direções. A maior parte da pesquisa recai sobre biologia molecular e microbiologia. Como já está claro, a saúde e a vida dos organismos complexos multicelulares dependem em grande parte das operações que ocorrem no interior das células. O estudo das metamorfoses intracelulares é uma tarefa trabalhosa, uma vez que a célula de um eucarioto multicelular não pode viver a vida de um organismo separado. A vida dos eucariotos é estudada, entre outras coisas, com base no conhecimento sobre protozoários e bactérias. Assim, os ribossomos das bactérias mais simples são muito semelhantes em estrutura e função às células nucleares.
Ao estudar os ribossomos em bactérias, a pessoa adquire não apenas conhecimentos importantes sobre o complexo processo de síntese protéica a partir de aminoácidos em uma célula orgânica, mas também obtém ferramentas no combate a muitas doenças. São as nucleoproteínas ribossômicas das bactérias que fornecem informações sobre os mecanismos de ação dos antibióticos sobre os microrganismos patogênicos (vírus, bactérias, etc.).
Em uma célula bacteriana, o ribossomo funciona como formador de moléculas de proteína. Sua estrutura determina o complexo processo de biossíntese.
A essência do trabalho da nucleoproteína é que, com sua ajuda, são produzidos compostos polipeptídicos complexos com base no RNA mensageiro, usando RNA de transferência, sem o qual a célula bacteriana não pode continuar a existir.
O RNA mensageiro e de transferência não fazem parte do ribossomo, mas estão contidos no citoplasma da célula bacteriana.
Assim, três estruturas celulares participam da síntese protéica:
- matriz;
- transferir RNA;
- ribossomo.
Métodos de estudo
Os laboratórios biológicos modernos têm amplas oportunidades para estudar células e suas organelas.
Comparadas aos ribossomos dos eucariotos, essas organelas nos procariontes são muito pequenas. Embora em outros aspectos esses componentes de células e bactérias e eucariotos sejam muito semelhantes. Eles também consistem em duas subpartículas, e o próprio processo de síntese protéica possui muitos mecanismos semelhantes.
Devido ao fato das nucleoproteínas ribossômicas representarem uma das unidades estruturais de uma célula mais interessantes para o ser humano, hoje existem métodos suficientes para identificar os padrões de estrutura e funcionamento dessa organela.
Um dos métodos mais utilizados para identificar nucleoproteínas em bactérias é o perfil ribossômico.
Este método é executado da seguinte forma:
- Destruição de uma célula bacteriana por ação mecânica sobre ela. As reações químicas, neste caso, distorcerão a imagem.
- Destruição de moléculas de RNA que não fazem parte do ribossomo.
- Remoção de todos os resíduos polipeptídicos dos produtos obtidos como resultado da destruição.
- Conversão reversa de RNA em DNA.
- Leitura de sequências de aminoácidos.
O sequenciamento em si pode ser implementado usando vários métodos, em particular os dois mais comuns.
Método Edman
Um dos primeiros desenvolvidos. A essência deste método é que o peptídeo (proteína) é tratado com determinados reagentes, resultando na eliminação do aminoácido que constitui a proteína.
Método Sanger
O método mais moderno. Baseado na utilização de um oligonucleótido sintético (os oligonucleótidos consistem em mais de dois ácidos nucleicos).
O método utilizado permite identificar todos, mesmo os menores trechos do RNA que está sendo estudado. Ao obter informações completas sobre os aminoácidos, os pesquisadores conseguem reconstruir os aspectos operacionais mais importantes da biossíntese.
Esta informação é de grande importância no estudo da reação das bactérias aos antibióticos.
Estrutura
No momento, a ciência possui uma quantidade convincente de informações verificadas empiricamente sobre a estrutura dos ribossomos em bactérias e eucariotos.
Este é um complexo macromolecular que consiste em duas subpartículas de tamanhos diferentes:
- subpartícula pequena;
- grande subpartícula.
O pequeno ribossomo consiste em um RNA ribossômico e três dúzias de proteínas diferentes. A principal função da subunidade pequena é ligar a nucleoproteína ao RNA mensageiro (mRNA).
Durante todo o processo de iniciação e alongamento (fixação dos monômeros à cadeia da macromolécula), a pequena subpartícula contém o mRNA. Além disso, garante a passagem da matriz através do nucleoproteóide.
Assim, a pequena subpartícula desempenha a função genética de decodificar informações.
A subpartícula grande contém 3 RNAs ribossômicos e cerca de 50 compostos proteicos. A subpartícula grande não entra em contato com a matriz, sendo responsável pela ocorrência de processos químicos nas nucleoproteínas durante a formação de ligações polipeptídicas no polipeptídeo traduzido.
Processo de transmissão
O processo de síntese protéica (tanto em bactérias quanto em eucariotos) tem o seguinte ciclo:
- iniciação;
- alongamento;
- terminação.
Iniciação
A iniciação começa quando o RNA mensageiro se liga à pequena subunidade ribossômica.
Se a macromolécula ribossômica reconhecer o códon de três letras que está no mRNA, então o anticódon do tRNA será adicionado.
Alongamento
A adição de aminoácidos trazidos pelo tRNA e o movimento do ribossomo ao longo da matriz com a liberação da molécula de tRNA.
O movimento ao longo do mRNA continua até atingir o códon de parada, que está presente em todos os modelos.
Terminação
A proteína recém-formada, que consiste em aminoácidos traduzidos, é separada.
Em alguns casos, a conclusão da tradução de uma proteína recém-formada é acompanhada pela desintegração (dissociação) do ribossomo.
Diferenças na síntese de proteínas em células eucarióticas
Apesar de os ribossomos eucarióticos consistirem nas mesmas partes estruturais das células bacterianas, a síntese de polipeptídeos eucarióticos tem características próprias:
- Diferenças no mecanismo de iniciação (reconhecimento de códons e seleção de anticódons).
- Diferenças na fase de rescisão. Em eucariotos, em alguns casos, após a conclusão da síntese protéica e a formação de uma nova molécula, essa molécula não se desprende, mas inicia uma nova iniciação.
| Nome do parâmetro | Significado |
| Tópico do artigo: | Ribossomos |
| Rubrica (categoria temática) | Educação |
Estrutura do ribossomo: 1 - subunidade grande; 2 - subunidade pequena.
Ribossomos- organelas não membranares, com diâmetro aproximado de 20 nm. Os ribossomos consistem em duas subunidades - grandes e pequenas, nas quais podem se dissociar. A composição química dos ribossomos é composta por proteínas e rRNA. As moléculas de rRNA constituem 50–63% da massa do ribossomo e formam sua estrutura estrutural. Existem dois tipos de ribossomos: 1) eucarióticos (com constantes de sedimentação para todo o ribossomo - 80S, subunidade pequena - 40S, grande - 60S) e 2) procarióticos (70S, 30S, 50S, respectivamente).
Os ribossomos do tipo eucariótico contêm 4 moléculas de rRNA e cerca de 100 moléculas de proteína, enquanto o tipo procariótico contém 3 moléculas de rRNA e cerca de 55 moléculas de proteína. Durante a biossíntese de proteínas, os ribossomos podem “trabalhar” individualmente ou combinar-se em complexos - polirribossomos (polissomos). Nesses complexos eles estão ligados entre si por uma molécula de mRNA. As células procarióticas possuem apenas ribossomos do tipo 70S. As células eucarióticas possuem ribossomos do tipo 80S (membranas EPS ásperas, citoplasma) e do tipo 70S (mitocôndrias, cloroplastos).
As subunidades ribossômicas eucarióticas são formadas no nucléolo. A combinação de subunidades em um ribossomo inteiro ocorre no citoplasma, via de regra, durante a biossíntese de proteínas.
Função dos ribossomos: montagem de uma cadeia polipeptídica (síntese de proteínas).
Ribossomos – conceito e tipos. Classificação e características da categoria "Ribossomos" 2017, 2018.
Existem duas maneiras de reconhecer o códon de iniciação: A iniciação terminal (característica dos eucariotos) é um processo no qual o ribossomo se liga precisamente à extremidade 5' modificada (cap) do mRNA e se move ao longo dele até detectar....
Os ribossomos consistem em duas subunidades de tamanhos desiguais - grandes e pequenas, nas quais podem se dissociar. Os ribossomos contêm proteínas e RNA ribossômico (rRNA). Dependendo de sua localização na célula, os ribossomos livres são diferenciados - ribossomos localizados em... .
Um ribossomo é uma partícula redonda de ribonucleoproteína com um diâmetro de 20-30 nm. Consiste em subunidades pequenas e grandes, cuja combinação ocorre na presença de RNA mensageiro (mRNA). Uma molécula de mRNA geralmente conecta vários ribossomos como um fio... .
Vacúolos e esferossomos de células vegetais Vesículas secretoras e grânulos Este tipo de organelas de membrana única está associada à exocitose - a síntese e liberação de substâncias da célula. Existem dois tipos de exocitose: secreção e excreção.... .
Nucléolo O nucléolo é uma estrutura redonda proeminente localizada dentro do núcleo. Este é o local de formação do ribossomo. O núcleo pode ter um ou mais nucléolos. Ele cora intensamente porque contém grandes quantidades de DNA e RNA. O nucléolo contém... .
Ribossomos são organelas celulares não membranares cuja função é a biossíntese de proteínas. Cada ribossomo consiste em duas subunidades - grande e pequena, construídas a partir de RNA ribossômico e proteínas. A massa de RNA ribossômico em um ribossomo é maior - as estruturas de um grande... são construídas a partir dele.
Em termos de quantidade predominam os bastonetes (120-130 milhões). A camada de neurônios fotorreceptores é a mais larga, contém células fotorreceptoras - são células sensoriais primárias, possuem um axônio que se conecta aos dendritos dos neurônios associativos e um processo periférico... .
O ribossomo é uma máquina celular elementar para a síntese de qualquer proteína celular. Todos eles são construídos da mesma forma na célula, possuem a mesma composição molecular, desempenham a mesma função - síntese protéica - portanto também podem ser considerados organelas celulares. Ao contrário de outras organelas do citoplasma (plastídios, mitocôndrias, centro celular, sistema vacuolar de membrana, etc.), elas são representadas em uma célula em um grande número: 1 x 10 7 delas são formadas por ciclo celular. Portanto, a maior parte do RNA celular é RNA ribossômico. O RNA ribossômico é relativamente estável e os ribossomos podem existir em células de cultura de tecidos durante vários ciclos celulares. Nas células do fígado, a meia-vida dos ribossomos é de 50 a 120 horas.
Os ribossomos são partículas complexas de ribonucleoproteínas, que incluem muitas moléculas de proteínas individuais (não repetidas) e várias moléculas de RNA.Os ribossomos de procariontes e eucariotos diferem em tamanho e características moleculares, embora tenham princípios comuns de organização e funcionamento. Até o momento, a estrutura dos ribossomos foi completamente decifrada usando análise de difração de raios X de alta resolução.
Um ribossomo completo e funcional consiste em duas subunidades desiguais, que são facilmente dissociadas de forma reversível em uma subunidade grande e uma pequena. O tamanho de um ribossomo procariótico completo é 20 x 17 x 17 nm, eucariótico - 25 x 20 x 20. Um ribossomo procariótico completo tem um coeficiente de sedimentação de 70S e se dissocia em duas subunidades: 50S e 30S. O ribossomo eucariótico completo, o ribossomo 80S, dissocia-se nas subunidades 60S e 40S. A forma e o contorno detalhado dos ribossomos de uma variedade de organismos e células, incluindo os procarióticos e eucarióticos, são surpreendentemente semelhantes, embora difiram em vários detalhes. A pequena subunidade ribossômica tem forma de bastonete com várias pequenas saliências (ver Fig. 81), seu comprimento é de cerca de 23 nm e sua largura é de 12 nm. A grande subunidade parece um hemisfério com três saliências salientes. Quando associada a um ribossomo 70S completo, a pequena subpartícula repousa com uma extremidade em uma das saliências da partícula 50S e a outra em seu sulco. As subunidades pequenas contêm uma molécula de RNA, e as subunidades grandes contêm várias: em procariontes - duas, e em eucariontes - 3 moléculas. As características da composição molecular dos ribossomos são apresentadas na Tabela 9.
Tabela 9. Características moleculares dos ribossomos
Assim, o ribossomo eucariótico inclui quatro moléculas de RNA de diferentes comprimentos: 28S RNA contém 5.000 nucleotídeos, 18SRNA – 2.000, 5.8S RNA – 160, 5SRNA – 120. Os RNAs ribossômicos têm uma estrutura secundária e terciária complexa, formando alças complexas e grampos de cabelo em complementares. áreas, o que leva ao auto-empacotamento e auto-organização dessas moléculas em um corpo de formato complexo. Por exemplo, a própria molécula de RNA 18S, sob condições iônicas fisiológicas, forma uma partícula em forma de bastonete que determina a forma da pequena subunidade ribossômica.
Sob a influência de baixas forças iônicas, especialmente quando os íons magnésio são removidos, subunidades ribossômicas densas podem se desdobrar em filamentos soltos de ribonucleoproteínas, onde podem ser observados aglomerados de proteínas individuais, mas não há estruturas regulares, como nucleossomos, porque não existem grupos de proteínas semelhantes: no ribossomo todas as 80 proteínas são diferentes.
Para que os ribossomos se formem, é necessária a presença de quatro tipos de RNA ribossômico em proporções equimolares e a presença de todas as proteínas ribossômicas. A montagem do ribossomo pode ocorrer espontaneamente em vitro, se as proteínas forem adicionadas sequencialmente ao RNA em uma determinada sequência.
Portanto, a biossíntese dos ribossomos requer a síntese de muitas proteínas ribossômicas especiais e 4 tipos de RNA ribossômico. Onde esse RNA é sintetizado, em quantos genes, onde esses genes estão localizados, como estão organizados no DNA dos cromossomos - todas essas questões foram resolvidas com sucesso nas últimas décadas pelo estudo da estrutura e função dos nucléolos.
A estrutura e as funções dos ribossomos são necessárias para qualquer pessoa moderna saber. O funcionamento de uma célula em um organismo vivo é um processo complexo que continua ao longo da vida do organismo.
Ribossomos são organelas celulares que participam do complexo mecanismo celular de tradução do código genético em cadeias de aminoácidos. Longas cadeias de aminoácidos estão ligadas entre si para formar proteínas que desempenham diversas funções. Um diagrama da estrutura de um ribossomo é mostrado na figura abaixo.
Qual função os ribossomos desempenham?
O objetivo da organela descrita em qualquer célula é realizar a síntese protéica. As proteínas são usadas por quase todas as células:
- como catalisadores - aceleram o tempo de reação;
- como fibras - proporcionam estabilidade celular;
- muitas proteínas têm tarefas individuais.
O principal armazenamento de informações nas células é a molécula de ácido desoxirribonucléico (DNA). Uma enzima especial, a RNA polimerase, se liga a uma molécula de DNA e cria uma “cópia espelho” - modelo de ácido ribonucleico (mRNA), que se move livremente do núcleo para o citoplasma da célula.
A cadeia de ácido ribonucleico é processada ao sair do núcleo; regiões de RNA que não codificam proteínas são removidas; O mRNA é usado para posterior síntese de proteínas.
Cada mRNA consiste em 4 ácidos nucléicos diferentes, cujos trigêmeos constituem códons. Cada códon especifica um aminoácido específico. Existem 20 aminoácidos encontrados no corpo de todas as criaturas vivas da Terra. Os códons usados para especificar aminoácidos são quase universais.
O códon que aciona todas as proteínas é “AUG”, uma sequência de bases nucléicas:
- adenina;
- uracilo;
- guanina
Uma molécula especial de RNA fornece aminoácidos para síntese - RNA de transferência ou tRNA. Um tRNA carregando o aminoácido correspondente aproxima-se do códon ativo e associa-se a ele. Uma ligação peptídica de um novo aminoácido é formada com a proteína em construção.
Onde os ribossomos são formados?
As partes constituintes da organela são formadas no nucléolo. As duas subunidades se unem para iniciar o processo químico de síntese protéica a partir da fita de mRNA. O ribossomo atua como catalisador, formando ligações peptídicas entre aminoácidos. O tRNA usado é liberado de volta no citosol, onde mais tarde pode se ligar a outro aminoácido.
A organela alcançará o códon de parada do mRNA (UGA, UAG e UAA), interrompendo o processo de síntese. Proteínas especiais (fatores de terminação) interromperão a cadeia de aminoácidos, separando-a do último tRNA - a formação da proteína terminará.
Várias proteínas requerem certas modificações e transporte para áreas específicas da célula antes de poderem funcionar. O ribossomo ligado ao retículo endoplasmático colocará a proteína recém-formada em seu interior, sofrerá novas modificações e será devidamente dobrado. Outras proteínas são formadas diretamente no citosol, onde atuam como catalisadores para diversas reações.
Os ribossomos criam proteínas de que as células precisam, constituindo cerca de 20% da composição celular. Existem aproximadamente 10.000 proteínas diferentes em uma célula, aproximadamente um milhão de cópias de cada uma.
O ribossomo participa de forma eficiente e rápida da síntese, adicionando 3-5 aminoácidos à cadeia protéica por segundo. Proteínas curtas contendo centenas de aminoácidos podem ser sintetizadas em minutos.
Composição e estrutura dos ribossomos
Os ribossomos têm estrutura semelhante nas células de todos os organismos da Terra e são indispensáveis na síntese de proteínas. No início da evolução de várias formas de vida, o ribossomo foi adotado como meio universal de traduzir o RNA em proteínas. Essas organelas variam ligeiramente em diferentes organismos.
As organelas descritas consistem em uma subunidade grande e pequena localizada ao redor de uma molécula de mRNA. Cada subunidade é uma combinação de proteínas e RNA chamada RNA ribossômico (rRNA).
O comprimento do rRNA em diferentes cadeias é diferente. O rRNA é cercado por proteínas que criam o ribossomo. O rRNA mantém o mRNA e o tRNA na organela e atua como um catalisador para acelerar a formação de ligações peptídicas entre os aminoácidos.
Os ribossomos são medidos em unidades de Svedberg, que é o tempo que leva para uma molécula se separar da solução em uma centrífuga. Quanto maior o número, maior será a molécula.
As diferenças entre ribossomos procarióticos e eucarióticos são discutidas na tabela.
Os ribossomos são responsáveis pelo processo de síntese protéica - força motora do corpo e são uma das principais organelas de uma célula viva, representada em toda a diversidade de seres vivos da Terra.
