Схематичне зображення структури рибосом. Будова рибосом

Рибосома- найважливіший немембранний органоїд живої клітини сферичної або злегка еліпсоїдної форми, діаметром 100-200 ангстрем, що складається з великої та малої субодиниць. Рибосоми служать для біосинтезу білка з амінокислот по заданій матриці на основі генетичної інформації, що надається матричною РНК, або мРНК. Цей процес називається трансляцією.

В еукаріотичних клітинах рибосоми розташовуються на мембранах ендоплазматичного ретикулуму, хоча можуть бути локалізовані і в неприкріпленій формі цитоплазми. Нерідко з однією молекулою мРНК асоційовано кілька рибосом, така структура називається полірибосомою. Синтез рибосом у еукаріотів відбувається в спеціальній внутрішньоядерній структурі - ядерці.

Рибосоми є нуклеопротеїдом, у складі якого відношення РНК/білок становить 1:1 у вищих тварин і 60-65:35-40 у бактерій. Рибосомна РНК становить близько 70% усієї РНК клітини. Рибосоми еукаріотів включають чотири молекули рРНК, з них 18S, 5.8S і 28S рРНК синтезуються в ядерці РНК полімеразою I у вигляді єдиного попередника (45S), який потім піддається модифікаціям та нарізанню. 5S рРНК синтезується РНК полімеразою III в іншій частині геному і не потребують додаткових модифікацій. Майже вся рРНК знаходиться у вигляді магнієвої солі, що необхідне підтримки структури; при видаленні іонів магнію рибосома піддається дисоціації на субодиниці.

Константа седиментації (швидкість осідання в ультрацентрифузі) рибосом еукаріотичних клітин дорівнює 80S (велика і мала субодиниці 60S і 40S, відповідно), бактеріальних клітин (а також мітохондрій і пластид) - 70S (велика і мала субодиниці3).

Трансляція – синтез білка рибосомою на основі інформації, записаної в матричній РНК (мРНК). мРНК зв'язується з малою субодиницею рибосоми, коли відбувається впізнавання 3"-кінцем 16S рибосомної РНК комплементарної послідовності Шайн-Далгарно, розташованої на 5"-кінці мРНК (у прокаріотів), а також позиціонування стартового кодону (як правило, AUG) мРНК . У еукаріотів мала субчастиця рибосоми зв'язується також за допомогою кепа, на кінці мРНК. Асоціація малої та великої субодиниць відбувається при зв'язуванні формілметіоніл-тРНК (fMET-тРНК) та участі факторів ініціації (IF1, IF2 та IF3 у прокаріотів; їх аналоги та додаткові фактори беруть участь в ініціації трансляції в еукаріотичних рибосом). Таким чином, розпізнавання антикодону (тРНК) відбувається на малій субодиниці.

Після асоціації, fMET-тРНК знаходиться в P-(peptidyl-) сайті каталітичного (пептидил-трансферазного) центру рибосоми. Наступна тРНК, що несе на 3"-кінці амінокислоту і комплементарна другому кодону на мРНК, поміщається за допомогою фактора EF-Tu в А-(aminoacyl-) сайт каталітичного центру рибосоми. Потім, утворюється пептидна зв'язок між формілметіоніном (пов'язаним з тРНК, що знаходиться Р-сайті) і амінокислотою, принесеною тРНК, що знаходиться в А-сайті Механізм каталізу утворення пептидного зв'язку в пептидил-трансферазному центрі досі повністю не зрозумілий На даний момент існує кілька гіпотез, що пояснюють деталі цього процесу: (induced fit), 2. Виняток з активного центру води, здатної перервати утворення пептидного ланцюга за допомогою гідролізу 3. Участь нуклеотидів рРНК (таких як А2450 і А2451) у переносі протона, 4. Участь 2"-гідроксильної групи 3"-кінцевого тРНК (А76) у переносі протона;. Висока ефективність каталізу досягається взаємодією цих факторів.

Запитання №49. Освіта і роль рибосом у клітці.

Рибосоми- цитоплазматичні органели, у яких відбувається синтез білка. Рибосоми можуть функціонувати тільки в комплексі з двома іншими типами РНК - транспортної РНК, що доставляє амінокислоти до молекули білка, що будується, і матричної РНК, що служить джерелом інформації, необхідної для складання заданої послідовності амінокислот.
Таким чином, рибосомуможна порівняти з майстернею з виробництва білкових молекул.

Освіта рибосом у ядерцях. Гени, відповідальні за синтез рибосомної РНК, розташовуються у п'яти парах хромосом і представлені у вигляді безлічі копій, що дозволяє одночасно синтезувати велику кількість рибосомної РНК, необхідної для реалізації клітинних функцій.

Сформовані рибосоминакопичуються в ядерцях-спеціалізованих структурах ядра, пов'язаних з хромосомами. Якщо клітина синтезує багато білка, у ній утворюється велика кількість рибосомної РНК, тому ядерці у цій клітині великі. Навпаки, у клітинах, що синтезують мало білка, ядерця буває навіть не видно. Рибосомна РНК у ядерцях пов'язується з рибосомними білками з утворенням глобулярних частинок, що являють собою окремі субодиниці рибосоми. Ці субодиниці відокремлюються від ядерця, виходять з ядра через пори ядерної мембрани і розподіляються майже по всій цитоплазмі. Потрапивши в цитоплазму, субодиниці збираються в зрілу рибосому, що функціонує. Зрілих рибосом у ядрі немає, тому синтез білка здійснюється лише у цитоплазмі клітини.

Роль рибосом: служать для біосинтезу білка з амінокислот по заданій матриці на основі генетичної інформації, що надається матричною РНК, або мРНК. Цей процес називається трансляцією

Питання 50: Морфологія ядерних структур.

Наведений у розділі 2 короткий огляд основних процесів, що з синтезом білка, у принципі однакових в усіх форм живого, свідчить про особливе значення клітинного ядра. Ядро здійснює дві групи загальних функцій: одну, пов'язану власне із зберіганням генетичної інформації, іншу - з її реалізацією, із забезпеченням синтезу білка. У першу групу входять процеси, пов'язані з підтримкою спадкової інформації у вигляді постійної структури ДНК. Ці процеси пов'язані з наявністю про репараційних ферментів, які ліквідують спонтанні ушкодження молекули ДНК (розрив однієї з ланцюгів ДНК, частина радіаційних ушкоджень), що зберігає будова молекул ДНК практично незмінним у ряду поколінь клітин чи організмів. Далі, в ядрі відбувається відтворення або редуплікація та роз'єднання (сегрегація) молекул ДНК, що дає можливість двом клітинам отримати абсолютно однакові та в якісному та кількісному сенсі обсяги генетичної інформації. У ядрі еукаріотів відбуваються процеси зміни та рекомбінації генетичного матеріалу, що спостерігається під час мейозу (кросинговер). Нарешті, ядра безпосередньо беруть участь у процесах розподілу молекул ДНК під час поділу клітин. Інший групою клітинних процесів, що забезпечуються активністю ядра, є створення власного апарату білкового синтезу. Це не тільки синтез, транскрипція на молекулах ДНК різних інформаційних РНК, але також транскрипція всіх видів трансферних РНК та рибосомних РНК. У ядрах еукаріотів відбувається «дозрівання» (процесинг, сплайсинг) первинних транскриптів. В ядрі еукаріотів відбувається також утворення субодиниць рибосом шляхом комплексування синтезованих в ядерці рибосомних РНК з рибосомними білками, які синтезуються в цитоплазмі і переносяться в ядро. Таким чином, ядро є не тільки вмістилищем генетичного матеріалу, але й місцем, де цей матеріал відтворюється і функціонує. Тому випадання або порушення будь-якої з перерахованих вище функцій згубно для клітини загалом. Так, порушення репараційних процесів буде призводити до зміни первинної структури ДНК і автоматично до зміни структури білків, що неодмінно позначиться на їх специфічній активності, яка може просто зникнути або змінитись так, що не забезпечуватиме клітинні функції, внаслідок чого клітина гине. Порушення редуплікації ДНК призведуть до зупинки розмноження клітин або появи клітин з неповноцінним набором генетичної інформації, що теж згубно для клітин. До такого результату призведе порушення процесів розподілу генетичного матеріалу (молекул ДНК) при розподілі клітин. Випадання внаслідок ураження ядра або у разі порушень будь-яких регуляторних процесів синтезу будь-якої форми РНК автоматично призведе до зупинки синтезу білка в клітині чи до грубих його порушень. Все це вказує на провідне значення ядерних структур у процесах, пов'язаних із синтезом нуклеїнових кислот та білків – основних функціонерів у життєдіяльності клітини. Однак, що необхідно ще раз підкреслити, що функціонування ядра як системи зберігання та реалізації генетичної інформації пов'язане, нерозривно пов'язане, з іншими функціональними системами клітини, які забезпечують роботу ядра спеціальними білками, потоком попередників, енергією та ін.

Питання 51. Роль ядерних структур у життєдіяльності клітини

У першу групу входять процеси, пов'язані з підтримкою спадкової інформації у вигляді постійної структури ДНК. Ці процеси пов'язані з наявністю про репараційних ферментів, які ліквідують спонтанні ушкодження молекули ДНК (розрив однієї з ланцюгів ДНК, частина радіаційних ушкоджень), що зберігає будова молекул ДНК практично незмінним у ряду поколінь клітин чи організмів. Далі, в ядрі відбувається відтворення або редуплікація та роз'єднання (сегрегація) молекул ДНК, що дає можливість двом клітинам отримати абсолютно однакові та в якісному та кількісному сенсі обсяги генетичної інформації. У ядрі еукаріотів відбуваються процеси зміни та рекомбінації генетичного матеріалу, що спостерігається під час мейозу (кросинговер). Нарешті, ядра безпосередньо беруть участь у процесах розподілу молекул ДНК під час поділу клітин.

Інший групою клітинних процесів, що забезпечуються активністю ядра, є створення власного апарату білкового синтезу. Це не тільки синтез, транскрипція на молекулах ДНК різних інформаційних РНК, але також транскрипція всіх видів трансферних РНК та рибосомних РНК. У ядрах еукаріотів відбувається «дозрівання» (процесинг, сплайсинг) первинних транскриптів. В ядрі еукаріотів відбувається також утворення субодиниць рибосом шляхом комплексування синтезованих в ядерці рибосомних РНК з рибосомними білками, які синтезуються в цитоплазмі і переносяться в ядро. Таким чином, ядро є не тільки вмістилищем генетичного матеріалу, але й місцем, де цей матеріал відтворюється і функціонує. Тому випадання або порушення будь-якої з перерахованих вище функцій згубно для клітини загалом. Так, порушення репараційних процесів буде призводити до зміни первинної структури ДНК і автоматично до зміни структури білків, що неодмінно позначиться на їх специфічній активності, яка може просто зникнути або змінитись так, що не забезпечуватиме клітинні функції, внаслідок чого клітина гине. Порушення редуплікації ДНК призведуть до зупинки розмноження клітин або появи клітин з неповноцінним набором генетичної інформації, що теж згубно для клітин. До такого результату призведе порушення процесів розподілу генетичного матеріалу (молекул ДНК) при розподілі клітин. Випадання внаслідок ураження ядра або у разі порушень будь-яких регуляторних процесів синтезу будь-якої форми РНК автоматично призведе до зупинки синтезу білка в клітині чи до грубих його порушень.

Все це вказує на провідне значення ядерних структур у процесах, пов'язаних із синтезом нуклеїнових кислот та білків – основних функціонерів у життєдіяльності клітини.

Однак, що необхідно ще раз підкреслити, що функціонування ядра як системи зберігання та реалізації генетичної інформації пов'язане, нерозривно пов'язане, з іншими функціональними системами клітини, які забезпечують роботу ядра спеціальними білками, потоком попередників, енергією та ін.

Вопсро 52. Структура ядерця. Ядро - джерело рибосом. Будова рибосом. Ампліфікація ядерців.

Усередині інтерфазних ядер як при вітальних спостереженнях, так і на фіксованих та пофарбованих препаратах видно дрібні, зазвичай кулясті тільця – ядерця. У живих клітинах вони виділяються і натомість дифузної організації хроматину. Ядра є найбільш щільними структурами в клітині. Ядра виявляються практично у всіх ядрах еукаріотичних клітин. Це говорить про обов'язкову присутність цього компонента у клітинному ядрі.

У клітинному циклі ядерце присутній протягом усієї інтерфази: у профазі в міру компактизації хромосом під час мітозу воно поступово зникає, і відсутнє в мета- та анафазі, і знову з'являється в середині телофази, щоб зберігатися аж до наступного мітозу, або до загибелі клітини.

Ядерця представлялися як структурний вираз хромосомної активності. Ядра містять РНК, стала зрозуміла їх «базофілія», спорідненість до основних барвників, через кислу природу РНК. За даними цитохімічних та біохімічних досліджень основним компонентом ядерця є білок: на його частку припадає до 70-80% сухої ваги. Такий великий вміст білка і визначає високу щільність ядерців. Крім білка у складі ядерця виявлені були нуклеїнові кислоти: РНК (5-14%) та ДНК (2-12%).

Рибосома є елементарною клітинною машиною синтезу будь-яких білків клітини. Всі вони побудовані в клітині однаково, мають однакову молекулярну композицію, виконують однакову функцію - синтез білка - тому їх можна вважати клітинними органоїдами. На відміну з інших органоїдів цитоплазми (пластид, мітохондрій, клітинного центру, мембранної вакуолярної системи та інших.) вони представлені у клітині величезним числом: за клітинний цикл їх утворюється 1 x 10 7 штук. Тому основна маса клітинної РНК є саме рибосомною РНК. РНК рибосом відносно стабільна, рибосоми можуть існувати в клітинах культури тканини протягом кількох клітинних циклів. У печінкових клітинах час напівжиття рибосом становить 50-120 годин.

Рибосоми - це складні рибонуклеопротеїдні частинки, до складу яких входить безліч молекул індивідуальних (неповторених) білків і кілька молекул РНК, Рибосоми прокаріотів і еукаріотів за своїми розмірами та молекулярними характеристиками відрізняються, хоча й мають загальні принципи організації та функціонування. До цього часу методом рентгеноструктурного аналізу високого дозволу повністю розшифрована структура рибосом.

Ампліфіковані ядерця - гени рРНК мегабайт надмірно репліковані. При цьому додаткова реплікація генів рРНК відбувається з метою забезпечення продукції великої кількості рибосом. Внаслідок такого надсинтезу генів рРНК їх копії можуть ставати вільними, екстрахромосомними. Ці позахромосомні копії генів рРНК можуть функціонувати незалежно, внаслідок чого виникає маса вільних додаткових ядерців, але вже не пов'язаних структурно з хромосомами. Це явище отримало назву ампліфікації генів рРНК. докладно вивчено на зростаючих ооцитах амфібій.
У X. laevis ампліфікація рДНК відбувається у профазеI. У цьому випадку кількість ампліфікованої рДНК (або генів рРНК) стає в 3000 разів більшою за те, що доводиться
на гаплоїдну кількість рДНК і відповідає 1,5х106 генів рРНК. Ці надчислені позахромосомні копії і утворюють сотні додаткових ядерців в ооцитах, що ростуть. У середньому на одне додаткове ядерце припадає кілька сотень або тисяч генів рРНК.
Ампліфіковані ядерця зустрічаються також в ооцитах комах. У облямованого плавунця в ооцитах виявлено 3х106 екстрахромосомних копій генів рРНК.
Після періоду дозрівання ооциту за його двох послідовних поділах доповнить ядерця до складу мітотичних хромосом не входять, вони відокремлюються від нових ядер і деградують.
У Tetrachymena pyriformis у гаплоїдному геномі мікронуклеуса єдиний ген рРНК. У макронуклеусі ~200 копій.
У дріжджів екстрахромосомні копії генів рРНК - циклічні ДНК l~3 мкм, сод один ген рРНК.

Питання 53. Ядро-система зберігання, відтворення та реалізації генетичного матеріалу.

Форма ядра - сферична, еліпсоподібна, рідше лопатева, бобоподібна та ін. Діаметр ядра - зазвичай від 3 до 10 мкм.

Ядро відмежовано від цитоплазми двома мембранами (кожна їх має типове будова). Між мембранами – вузька щілина, заповнена напіврідкою речовиною. У деяких місцях мембрани зливаються одна з одною, утворюючи пори (3), через які відбувається обмін речовин між ядром та цитоплазмою. Зовнішня ядерна (1) мембрана з боку, зверненої до цитоплазми, покрита рибосомами, що надають їй шорсткість, внутрішня (2) мембрана гладка. Ядерні мембрани є частиною мембранної системи клітини: вирости зовнішньої ядерної мембрани з'єднуються з каналами ендоплазматичної мережі, утворюючи єдину систему каналів, що сполучаються.

Каріоплазма (ядерний сік, нуклеоплазма) – внутрішній вміст ядра, в якому розташовуються хроматин та одне або кілька ядерців. До складу ядерного соку входять різні білки (зокрема ферменти ядра), вільні нуклеотиди.

Ядрішко (4) є округле щільне тільце, занурене в ядерний сік. Кількість ядер залежить від функціонального стану ядра і варіює від 1 до 7 і більше. Ядерця виявляються тільки в ядрах, що не діляться, під час мітозу вони зникають. Ядро утворюється на певних ділянках хромосом, що несуть інформацію про структуру рРНК. Такі ділянки називаються ядерцевим організатором та містять численні копії генів, що кодують рРНК. З рРНК та білків, що надходять з цитоплазми, формуються субодиниці рибосом. Таким чином, ядерце є скупченням рРНК і рибосомальних субодиниць на різних етапах їх формування.

Вивчення основних процесів, що підтримують існування органічного життя, ведеться у різних напрямках. Левова частка досліджень припадає на молекулярну біологію та мікробіологію. Як вже зараз ясно, здоров'я і життя складних складних організмів здебільшого залежить від тих операцій, які протікають усередині клітин. Вивчення внутрішньоклітинних метаморфоз – трудомістке заняття, оскільки клітина багатоклітинного еукаріотів не може жити життям окремого організму. Життя еукаріотів вивчається, в тому числі, і на базі знань про найпростіші та бактерії. Так, рибосоми найпростіших бактерій дуже схожі і за будовою, і з функцій з ядерними клітинами.

Вивчаючи рибосоми у складі бактерій, людина отримує як важливі знання складний процес синтезу білка з амінокислот в органічної клітині, а й видобуває інструменти боротьби з багатьма хворобами. Саме рибосомні нуклеопротеїди бактерій дають інформацію про механізми впливу антибіотиків на патогенні мікроорганізми (віруси, бактерії тощо).

У клітині бактерії рибосома виконує функцію формувача молекул білка. Її будова зумовлює складний процес біосинтезу.

Суть роботи нуклеопротеїду полягає в тому, що за його допомогою на базі матричних РНК, з використанням транспортних РНК, виробляються складні поліпептидні сполуки, без яких бактеріальна клітина не може продовжувати своє існування.

Матрична та транспортна РНК не є частиною рибосоми, а містяться у цитоплазмі бактеріальної клітини.

Таким чином, у синтезі білка бере участь три клітинні структури:

матриця;
транспортна РНК;
рибосома.

Методи вивчення

Сучасні біологічні лабораторії мають широкі можливості вивчення клітини та її органоїдів.

У порівнянні з рибосомами еукаріотів, ці органоїди у прокаріотів дуже дрібні. Хоча в іншому ці складові клітин та бактерій та еукаріотів дуже схожі. Вони також складаються з двох субчасток, і сам процес синтезу білка має масу подібних механізмів.

У зв'язку з тим, що рибосомні нуклеопротеїди є однією з найцікавіших людині структурних одиниць клітини, сьогодні є достатньо методів виявлення закономірностей пристрою та функціонування цього органоїду.

Одним із найбільш широко використовуваних методів виявлення нуклеопротеїдів у бактеріях є рибосомальний профілінг.

Цей метод виконують так:

Руйнування бактеріальної клітини шляхом механічного на неї. Хімічні реакції у разі спотворять картину.
Руйнування молекул РНК, які не входять до складу рибосоми.
Видалення всіх поліпептидних залишків тих продуктів, які були отримані в результаті руйнування.
Зворотне перетворення РНК на ДНК.
Читання амінокислотних послідовностей.

Саме секвенування може реалізовуватися за допомогою кількох методів, зокрема двох найпоширеніших.

Метод Едмана

Один із перших розроблених. Суть цього методу у тому, що пептид (білок) обробляють певними реагентами, у результаті відбувається відщеплення амінокислоти, у тому числі складається білок.

Метод Сенгера

Найсучасніший метод. Заснований на використанні синтетичного олігонуклеотиду (олігонуклеотиди складаються більш ніж з двох нуклеїнових кислот).

Використовуваний метод дозволяє ідентифікувати всі навіть найбільш дрібні ділянки РНК, яка досліджується. Завдяки отриманню повної інформації про амінокислоти дослідники мають можливість відновлювати найважливіші операційні моменти біосинтезу.

Велике значення ця інформація має щодо реакції бактерій на антибіотики.

Будова

На даний момент наука має переконливу кількість перевірених досвідченим шляхом відомостей про будову рибосом бактерій та еукаріотів.

Це макромолекулярний комплекс, що складається з двох субчасток різної величини:

мала субчастка;
велика субчастка.

Мала рибосома складається з однієї рибосомної РНК та трьох десятків різних білків. Основна функція малої субчастинки полягає в тому, щоб зв'язувати нуклеопротеїд з матричною РНК (мРНК).

Протягом всього процесу ініціації та елонгації (приєднання мономерів до ланцюга макромолекули) мала субчастка утримує мРНК. Крім того, вона забезпечує проходження матриці через нуклеопротеоїд.

Таким чином, мала субчастинка виконує генетичну функцію декодування інформації.

У великій субчастинці міститься 3 рибосомні РНК і близько 50 білкових сполук. Велика субчастка з матрицею не вступає в контакт, вона відповідальна за перебіг хімічних процесів в нуклеопротеїдах при утворенні поліпептидних зв'язків у поліпептиді, що транслюється.

Процес трансляції

Процес синтезування білка (як у бактерій, так і еукаріотів) має наступний цикл:

ініціація;
елонгація;
термінація.

Ініціація

Ініціація починається з того, що до малої субчастинки рибосоми приєднується матрична РНК.

Якщо рибосомна макромолекула дізнається той трилітерний кодон, який є на мРНК, відбувається приєднання антикодону тРНК.

Елонгація

Приєднань амінокислот, які принесли тРНК і просування рибосоми вздовж матриці з вивільненням молекули тРНК.

Рух мРНК здійснюється до тих пір, поки він не досягає стоп-кодону, який є у всіх матрицях.

Термінація

Новоутворений білок, що складається з протрансльованих амінокислот, від'єднується.

У деяких випадках завершення трансляції новоутвореного білка супроводжується розпадом (дисоціацією) рибосоми.

Відмінності синтезу білка у клітинах еукаріотів

Незважаючи на те, що рибосоми еукаріотів складаються з тих же структурних частин, що й у клітинах бактерій, синтез поліпептидів еукаріотів має свої особливості:

Відмінності в механізмі ініціації (впізнаванні кодонів та доборі антикодонів).
Відмінності на стадії термінації. У еукаріотів у деяких випадках після завершення синтезу білка та утворення нової молекули ця молекула не від'єднується, а починає заново ініціацію.

Найменування параметру	Значення
Тема статті:	Рибосоми
Рубрика (тематична категорія)	Освіта

Будова рибосоми: 1 - велика субодиниця; 2 - мала субодиниця.

Рибосоми- Неемембранні органоїди, діаметр приблизно 20 нм. Рибосоми складаються з двох субодиниць – великої та малої, на які можуть дисоціювати. Хімічний склад рибосом - білки та рРНК. Молекули рРНК становлять 50-63% маси рибосоми та утворюють її структурний каркас. Розрізняють два типи рибосом: 1) еукаріотичні (з константами седиментації цілої рибосоми – 80S, малої субодиниці – 40S, великий – 60S) та 2) прокаріотичні (відповідно 70S, 30S, 50S).

У складі рибосом еукаріотичного типу 4 молекули рРНК та близько 100 молекул білка, прокаріотичного типу - 3 молекули рРНК та близько 55 молекул білка. Під час біосинтезу білка рибосоми можуть «працювати» поодинці або об'єднуватися в комплекси. полірибосоми (полісоми). У таких комплексах вони пов'язані одна з одною однією молекулою іРНК. Прокаріотичні клітини мають рибосоми лише 70S-типу. Еукаріотичні клітини мають рибосоми як 80S-типу (шорсткі мембрани ЕПС, цитоплазма), так і 70S-типу (мітохондрії, хлоропласти).

Субодиниці рибосоми еукаріотів утворюються в ядерці. Об'єднання субодиниць у цілу рибосому відбувається в цитоплазмі, як правило, під час біосинтезу білка.

Функція рибосом:збирання поліпептидного ланцюжка (синтез білка).

Рибосоми - поняття та види. Класифікація та особливості категорії "Рібосоми" 2017, 2018.

- дисоціація рибосоми - необхідна передумова для ініціації.

Існують два шляхи впізнання ініціюючого кодону Термінальна ініціація (характерна для еукаріотів), представляє процес, при якому рибосома точно приєднується до модифікованого (кеп) 5'-кінцю іРНК і переміщається по ній, доки не виявить... .

- Рибосоми.

Рибосоми складаються з двох субодиниць нерівного розміру - великої та малої, на які вони можуть дисоціювати. До складу рибосом входять білки та рибосомальні РНК (рРНК). Залежно від локалізації в клітині, розрізняють вільні рибосоми - рибосоми, що знаходяться в... .

- Рибосоми, лізосоми, апарат Гольджі, їх будова та функції.

Рибосома - це округла рибонуклеопротеїнова частка діаметром 20-30 нм. Вона складається з малої та великої субодиниць, об'єднання яких відбувається у присутності матричної (інформаційної) РНК (мРНК). Одна молекула мРНК зазвичай поєднує кілька рибосом на кшталт нитки... .

- РИБОСОМИ

Вакуолі та сферосоми рослинних клітин Секреторні везикули та гранули Цей тип одномембранних органоїдів пов'язаний з екзоцитозом – синтезом та виділенням речовин із клітини. Розрізняють два різновиди екзоцитозу: секрецію та екскрецію.

- Рибосоми

Ядрішко Ядрішко є добре помітною округлою структурою, знаходиться всередині ядра. Це місце утворення рибосом. У ядрі може бути одне або кілька ядерців. Воно інтенсивно забарвлюється, тому що містить велику кількість ДНК та РНК. У ядерці є... .

- Немембранні органели клітини: рибосоми, органели руху, клітинний центр

Рибосоми – немембранні органели клітини, функція яких полягає у біосинтезі білка. Кожна рибосома складається з двох субодиниць – великої та малої, побудованих з рибосомної РНК та білків. За масою рибосомної РНК у рибосомі більше – з неї побудовані каркаси великої... .

- У паличці розрізняють зовнішній та внутрішній сегмент. Зовнішній сегмент складається із дисків. Внутрішній сегмент має ядро, мітохондрії, рибосоми, пластинчастий комплекс та ін.

За кількістю переважають палички (120-130 млн.). Шар фоторецепторних нейронів - найширший, містить фоторецепторні клітини - це первинно-чутливі клітини, у них є аксон, який з'єднується з дендритами асоціативних нейронів та периферичний відросток.

Рибосоми – це складні рибонуклеопротеїдні частинки, до складу яких входить безліч молекул індивідуальних (неповторених) білків і кілька молекул РНК, Рибосоми прокаріотів та еукаріотів за своїми розмірами та молекулярними характеристиками відрізняються, хоча й мають загальні принципи організації та функціонування. До цього часу методом рентгеноструктурного аналізу високого дозволу повністю розшифрована структура рибосом.

Повна рибосома, що працює, складається з двох нерівних субодиниць, які легко оборотно дисоціюють на велику субодиницю і малу. Розмір повної прокаріотичної рибосоми становить 20 х 17 х 17 нм, еукаріотичної – 25 х 20 х 20. Повна прокаріотична рибосома має коефіцієнт седиментації 70S та дисоціює на дві субодиниці: 50S та 30S. Повна еукаріотична рибосома, 80S рибосома, дисоціює на 60S та 40S субодиниці. Форма та детальні обриси рибосом з різноманітних організмів та клітин, включаючи як прокаріотичні, так і еукаріотичні, напрочуд схожі, хоча й відрізняються поруч деталей. Мала рибосомна субодиниця має паличкоподібну форму з кількома невеликими виступами (див. рис. 81), її довжина становить близько 23 нм, а ширина – 12 нм. Велика субодиниця схожа на півсферу з трьома виступами, що стирчать. При асоціації в повну 70S рибосому мала субчастка лягає одним кінцем на один із виступів 50S частинки, а іншим у її жолобок. До складу малих субодиниць входить по одній молекулі РНК, а до складу великої – кілька: у прокаріотів – дві, а у еукаріотів – 3 молекули. Характеристики молекулярної композиції рибосом наведено в таблиці 9.

Таблиця 9.Молекулярна характеристика рибосом

Таким чином до складу еукаріотичної рибосоми входять чотири молекули РНК різної довжини: 28S РНК містить 5000 нуклеотидів, 18SРНК – 2000, 5,8S РНК – 160, 5SРНК – 120. Рибосомні РНК мають складну вторинну них ділянках, що призводить до самоупакування, самоорганізації цих молекул у складне за формою тіло. Так, наприклад, сама по собі молекула 18S РНК у фізіологічних іонних умовах утворює паличкоподібну частинку, що визначає форму малої субодиниці рибосом.

Під дією низьких іонних сил, особливо при видаленні іонів магнію, щільні рибосомні субодиниці можуть розгортатися в пухкі рибонуклеопротеїдні тяжі, де можна спостерігати кластери окремих білків, але правильних структур типу нуклеосом немає, т.к. немає груп із подібних білків: у рибосомі всі 80 білків різні.

Для того, щоб утворилися рибосоми, необхідно наявність чотирьох типів рибосомних РНК в еквімолярних відносинах і наявність всіх рибосомних білків. Складання рибосом може відбуватися спонтанно in vitroякщо послідовно додавати до РНК білки в певній послідовності.

Отже для біосинтезу рибосом необхідний синтез безлічі спеціальних рибосомних білків та 4-х типів рибосомної РНК. Де ця РНК синтезується, на якій кількості генів, де ці гени локалізовані, як вони організовані у складі ДНК хромосом - всі ці питання в останні десятиліття були успішно вирішені щодо будови і функції ядерців.

Будова та функції рибосом необхідно знати будь-якій сучасній людині. Функціонування клітини живого організму – складний процес, який триває протягом життя організму.

Рибосоми є органоїди клітини, що беруть участь у складному клітинному механізмі трансляції генетичного коду в ланцюзі амінокислот. Довгі ланцюги амінокислот з'єднуються між собою, утворюючи білки, що виконують різні функції. Схема будови рибосоми показана малюнку нижче.

Яку функцію виконують рибосоми

Призначення описуваного органоїду у будь-якій клітині полягає у здійсненні синтезу білків. Білки використовуються практично всіма клітинами:

як каталізатори - прискорюють час реакції;
як волокна - забезпечують стабільність клітини;
багато білків мають індивідуальні завдання.

Основним сховищем інформації у клітинах є молекула дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК). Спеціальний фермент, РНК-полімераза, зв'язується з молекулою ДНК і створює «дзеркальну копію» — матричну рибонуклеїнову кислоту (мРНК), яка вільно переміщається з ядра в цитоплазму клітини.

Ланцюжок рибонуклеїнової кислоти обробляється при виході з ядра; області РНК, які кодують білки, видаляються; мРНК використовується подальшого синтезу білка.

Кожна мРНК складається з 4 різних нуклеїнових кислот, трійки яких складають кодони. Кожен кодон визначає специфічну амінокислоту. В організмі всіх живих істот Землі зустрічаються 20 амінокислот. Кодони, використовувані специфікації амінокислот, майже універсальні.

Кодон, що запускає всі білки - "AUG", послідовність нуклеїнових основ:

аденін;
урацил;
гуанін.

Спеціальна молекула РНК постачає амінокислоти для синтезу – транспортна РНК чи тРНК. До активного кодону підходить тРНК, що несе відповідну амінокислоту, асоціюється з ним. Відбувається утворення пептидного зв'язку нової амінокислоти з білком, що будується.

Де утворюються рибосоми

Складові частини органоїду утворюються в ядерці. Дві субодиниці поєднуються для початку хімічного процесу синтезу білка з ланцюга мРНК. Рибосома діє як каталізатор, утворюючи пептидні зв'язки між амінокислотами. Використана тРНК вивільняється назад у цитозоль, надалі вона може зв'язуватися з іншою амінокислотою.

Органоїд досягне стоп-кодону мРНК (UGA, UAG та UAA), зупинивши процес синтезу. Спеціальні білки (чинники термінації) перервуть ланцюжок амінокислот, відокремивши його від останньої тРНК - формування білка закінчиться.

Різні білки вимагають деяких модифікацій, транспортування у певні області клітини до початку функціонування. Рибосома, прикріплена до ендоплазматичного ретикулуму, помістить новоутворений білок усередину, він пройде додаткові модифікації, буде згорнутий належним чином. Інші білки утворюються безпосередньо в цитозол, де діють як каталізатор для різних реакцій.

Рибосоми виробляють необхідні клітинам білки, що становлять близько 20 відсотків складу клітини. Приблизно в клітині знаходиться 10 000 різних білків, приблизно мільйон копій кожного.

Рибосома ефективно та швидко бере участь у синтезі, додаючи 3-5 амінокислот до білкового ланцюга за секунду.Короткі білки, що містять кілька сотень амінокислот, можуть бути синтезовані за лічені хвилини.

Склад та будова рибосом

Рибосоми мають схожу структуру у клітинах всіх організмів Землі, незамінні при синтезі білків. На початку еволюції різних форм життя рибосома була прийнята як універсальний спосіб переведення РНК у білки. Ці органоїди змінюються у різних організмах незначно.

Описувані органоїди складаються з великої та малої субодиниці, що розташовуються навколо молекули мРНК. Кожна субодиниця є комбінацією білків і РНК, званих рибосомальної РНК (рРНК).

Довжина рРНК у різних ланцюгах різна. рРНК оточена білками, що утворюють рибосому. рРНК утримує мРНК і тРНК в органоїді та діє як каталізатор для прискорення утворення пептидних зв'язків між амінокислотами.

Рибосоми вимірюються в одиницях Svedberg, що означають скільки часу потрібно молекулі для осадження розчину в центрифузі. Чим більше число, тим більша молекула.

Відмінності між прокаріотичними та еукаріотичними рибосомами розглянуті в таблиці.

Рибосоми відповідають за процес синтезу білка – рухової сили організму і є одним із ключових органоїдів живої клітини, представленої у всьому різноманітті живих істот на Землі.