Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι κυττάρων: προκαρυωτικά και ευκαρυωτικά κύτταρα. Τα ριβοσώματα είναι κυτταρικά οργανίδια που αποτελούνται από RNA και πρωτεΐνες. Είναι υπεύθυνοι για τη συναρμολόγηση των πρωτεϊνών του κυττάρου. Ανάλογα με το επίπεδο παραγωγής πρωτεΐνης ενός συγκεκριμένου κυττάρου, τα ριβοσώματα μπορεί να ανέρχονται σε εκατομμύρια.
Βασικά σκάφη: Ρινοσώματα
- Τα ριβοσώματα είναι οργανικά κύτταρα που λειτουργούν στη σύνθεση πρωτεϊνών. Τα ριβοσώματα σε φυτικά και ζωικά κύτταρα είναι μεγαλύτερα από αυτά που υπάρχουν στα βακτήρια.
- Τα ριβοσώματα αποτελούνται από RNA και πρωτεΐνες που σχηματίζουν ριβοσωμικές υπομονάδες: μεγάλη υπομονάδα ριβοσώματος και μικρή υπομονάδα. Αυτές οι δύο υπομονάδες παράγονται στον πυρήνα και ενώνονται στο κυτταρόπλασμα κατά τη διάρκεια της πρωτεϊνικής σύνθεσης.
- Τα ελεύθερα ριβοσώματα βρίσκονται εναιωρημένα στο κυτοσόλιο, ενώ δεσμευμένα ριβοσώματα συνδέονται με το ενδοπλασματικό δίκτυο.
- Τα μιτοχόνδρια και οι χλωροπλάστες είναι ικανά να παράγουν δικά τους ριβοσώματα.
Διακριτικά χαρακτηριστικά
Τα ριβοσώματα τυπικά αποτελούνται από δύο υπομονάδες: α μεγάλη υπομονάδα και ένα μικρή υπομονάδα. Τα ευκαρυωτικά ριβοσώματα (80S), όπως αυτά του φυτικά κύτταρα και τα ζωικά κύτταρα, είναι μεγαλύτερα σε μέγεθος από τα προκαρυωτικά ριβοσώματα (70S), όπως αυτά στα βακτήρια. Οι υπομονάδες ριζοσωμάτων συντίθενται στο πυρήνα και διασχίζουν την πυρηνική μεμβράνη στο κυτόπλασμα μέσω πυρηνικών πόρων.
Και οι δύο ριβοσωμικές υπομονάδες ενώνονται όταν το ριβόσωμα προσκολλάται στο αγγελιαφόρο RNA (mRNA) κατά τη διάρκεια πρωτεϊνικής σύνθεσης. Τα ριβοσώματα μαζί με ένα άλλο μόριο RNA, μεταφορά RNA (tRNA), βοηθούν στη μετάφραση της πρωτεϊνικής κωδικοποίησης γονίδια στο mRNA σε πρωτεΐνες. Ribosomes σύνδεση αμινοξέα μαζί για να σχηματίσουν πολυπεπτιδικές αλυσίδες, οι οποίες τροποποιούνται περαιτέρω πριν γίνουν λειτουργικές πρωτεΐνες.
Τοποθεσία στο κελί
Υπάρχουν δύο θέσεις όπου τα ριβοσώματα συνήθως υπάρχουν μέσα σε ένα ευκαρυωτικό κύτταρο: αιωρούνται στο κυτοσόλιο και συνδέονται με το ενδοπλασματικό δίκτυο. Αυτά τα ριβοσώματα καλούνται ελεύθερα ριβοσώματα και δεσμευμένα ριβοσώματα αντίστοιχα. Και στις δύο περιπτώσεις, τα ριβοσώματα συνήθως σχηματίζουν συσσωματώματα που ονομάζονται πολυσύμελα ή πολυριβοσωμάτια κατά τη σύνθεση πρωτεϊνών. Τα πολυριβοσωμάτια είναι συστάδες ριβοσωμάτων που προσκολλώνται σε ένα μόριο mRNA κατά τη διάρκεια πρωτεϊνικής σύνθεσης. Αυτό επιτρέπει πολλαπλά αντίγραφα μιας πρωτεΐνης να συντίθεται ταυτόχρονα από ένα απλό μόριο mRNA.
Τα ελεύθερα ριβοσώματα συνήθως δημιουργούν πρωτεΐνες που θα λειτουργήσουν στο κυτταρόπλασμα (υγρό συστατικό του κυτόπλασμα), ενώ συνδεδεμένα ριβοσώματα συνήθως παράγουν πρωτεΐνες που εξάγονται από το κύτταρο ή περιλαμβάνονται στην κυψέλη μεμβράνες. Είναι αρκετά ενδιαφέρον ότι τα ελεύθερα ριβοσώματα και τα δεσμευμένα ριβοσώματα είναι εναλλάξιμα και το κύτταρο μπορεί να αλλάξει τον αριθμό τους ανάλογα με τις μεταβολικές ανάγκες.
Organelles όπως μιτοχόνδρια και χλωροπλάστες σε ευκαρυωτικούς οργανισμούς έχουν τα δικά τους ριβοσώματα. Τα ριβοσώματα σε αυτά τα οργανίδια είναι περισσότερο παρόμοια με τα ριβοσώματα που βρίσκονται στο βακτήρια όσον αφορά το μέγεθος. Οι υπομονάδες που περιλαμβάνουν ριβοσώματα σε μιτοχόνδρια και χλωροπλάστες είναι μικρότερες (30S έως 50S) από τις υπομονάδες των ριβοσωμάτων που βρίσκονται σε όλο το υπόλοιπο κύτταρο (40S έως 60S).
Συγκροτήματα ριβοσωμάτων και πρωτεϊνών
Η πρωτεϊνική σύνθεση συμβαίνει με τις διαδικασίες του μεταγραφή και μετάφραση. Στην μεταγραφή, το γενετικός κώδικας που περιέχονται μέσα DNA μεταγράφεται σε ένα RNA έκδοση του κώδικα που είναι γνωστό ως αγγελιαφόρο RNA (mRNA). Το μετάγραφο mRNA μεταφέρεται από τον πυρήνα στο κυτταρόπλασμα όπου υφίσταται μετάφραση. Στη μετάφραση, μια αυξανόμενη αμινοξέων αλυσίδα, που ονομάζεται επίσης πολυπεπτιδική αλυσίδα. Τα ριβοσώματα βοηθούν στην μετάφραση του mRNA με δέσμευση στο μόριο και τη σύνδεση των αμινοξέων μαζί για να παραχθεί μία πολυπεπτιδική αλυσίδα. Η πολυπεπτιδική αλυσίδα τελικά καθίσταται πλήρως λειτουργική πρωτεΐνη. Οι πρωτεΐνες είναι πολύ σημαντικές βιολογικά πολυμερή στα κύτταρά μας, καθώς εμπλέκονται σχεδόν σε όλους κύτταρο λειτουργίες.
Υπάρχουν μερικές διαφορές μεταξύ της πρωτεϊνικής σύνθεσης σε ευκαρυωτικά και προκαρυωτικά. Δεδομένου ότι τα ευκαρυωτικά ριβοσώματα είναι μεγαλύτερα από εκείνα στα προκαρυωτικά, χρειάζονται περισσότερα συστατικά πρωτεΐνης. Άλλες διαφορές περιλαμβάνουν διαφορετικές αλληλουχίες αμινοξέων ενάρξεως για την έναρξη της πρωτεϊνικής σύνθεσης καθώς και διαφορετικούς παράγοντες επιμήκυνσης και τερματισμού.
Δομές ευκαρυωτικών κυττάρων
Τα ριβοσώματα είναι μόνο ένα τύπος κελιού organelle. Οι ακόλουθες κυτταρικές δομές μπορούν επίσης να βρεθούν σε ένα τυπικό ευκαρυωτικό κύτταρο ζώων:
- Centrioles - να βοηθήσει στην οργάνωση της συναρμολόγησης των μικροσωληναρίων.
- Χρωμοσώματα - κυτταρικό DNA στο σπίτι.
- Cilia και Flagella - βοήθεια στην κυτταρική μετακίνηση.
- Κυτταρική μεμβράνη - προστατεύει την ακεραιότητα του εσωτερικού του κυττάρου.
- Ενδοπλασματικό δίκτυο - συνθέτει υδατάνθρακες και λιπίδια.
- Golgi Complex - κατασκευάζει, αποθηκεύει και μεταφέρει ορισμένα κυψελοειδή προϊόντα.
- Λυσοσώματα - πέψη κυτταρικών μακρομορίων.
- Μιτοχόνδρια - παροχή ενέργειας για το κύτταρο.
- Πυρήνας - ελέγχει την ανάπτυξη και την αναπαραγωγή των κυττάρων.
- Περοξυσώματα - αποτοξινώνουν το αλκοόλ, σχηματίζουν χολικά οξέα και χρησιμοποιούν οξυγόνο για να διασπάσουν τα λίπη.
Πηγές
- Berg, Jeremy M. "Σύνθεση Ευκαρυωτικής Πρωτεΐνης Διαφέρει από Σύνθεση Προκαρυωτικής Πρωτεΐνης Πρώτα Κατά την Μετάφραση της Μετάφρασης." Βιοχημεία. 5η έκδοση., Εθνική Βιβλιοθήκη της Ιατρικής των Η.Π.Α., 2002, www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22531/#_ncbi_dlg_citbx_NBK22531.
- Wilson, Daniel N και Jamie H Doudna Cate. "Η δομή και η λειτουργία του ευκαρυωτικού ριβοσώματος". Cold Spring Harbor προοπτικές στη βιολογία vol. 4,5 α011536. doi: 10.1101 / cshperspect.a011536