Най- на рибозоми представлява комплекс от рибонуклеинова киселина с различни протеини, където протеиновият синтез се осъществява според нуклеотидната последователност, съхранявана в ДНК чрез превод в полипептидна верига.
Какво е рибозомата?
Рибозомите се състоят от рРНК и различни структурни протеини. РНК (рибозомна РНК) се транскрибира в ДНК. Има гени за синтеза на рибозомна РНК под формата на рДНК. РДНК не се транскрибира в протеини, а само в рибозомната РНК.
РРНК служи като основен градивен елемент на рибозомите. Там той катализира транслацията на генетичната информация на тРНК в протеини. Протеините в рибозомите не са ковалентно свързани с рРНК. Те държат заедно структурата на рибозомата, докато реалната катализа на протеиновия синтез се осъществява от рРНК. Рибозомите се състоят от две субединици, които са събрани само в рибозома по време на синтеза на протеин. Техните градивни елементи се синтезират върху ДНК в клетъчното ядро.
Тук се получават както рРНК, така и протеините, които се комбинират, образувайки двете субединици в клетъчното ядро. Те достигат до цитоплазмата чрез ядрените пори. В еукариотна клетка има 100 000 до 10 000 000 рибозоми, в зависимост от активността на синтеза на протеини. В клетките с много активен синтез на протеин има повече рибозоми, отколкото в клетка с по-малка активност. Освен цитоплазмата, рибозомите се срещат и в митохондриите или, в растенията, в хлоропластите.
Анатомия и структура
Както вече споменахме, рибозомите се състоят от рРНК и структурни протеини, които са отговорни за правилното позициониране и кохезия на структурата. След синтеза в ядрото се образуват две субединици, които се събират единствено по време на синтеза на протеин чрез контакт с иРНК и образуват рибозома.
След приключване на биосинтезата на протеина, съответната рибозома се разпада отново на нейните субединици. При бозайниците малката субединица се състои от 33 протеина и една рРНК, а голямата субединица се състои от 49 протеина и три рРНК. При контакт с иРНК, която носи генетичната информация на ДНК за определен протеин, двете субединици се комбинират, за да образуват реалната рибозома и може да започне синтеза на протеин.
Рибозомните протеини са повече на ръба. Рибозомите могат да съществуват свободно в цитоплазмата или да са свързани с мембраната в ендоплазмения ретикулум. По този начин те постоянно превключват между свободното и свързаното с мембрана състояние. Рибозомите в свободната цитоплазма произвеждат протеини, които също трябва да влязат в клетъчната плазма. Протеините се образуват върху ендоплазмения ретикулум и след това влизат в лумена на ER чрез котранслационния протеинов транспортер. Обикновено това са протеини, които се образуват в клетки, образуващи секреция, като панкреаса.
Функция и задачи
Функцията на рибозомите е да катализират биосинтеза на протеин. Действителната генетична информация за протеините се носи от иРНК, която се преписва на ДНК. След като напусне ядрото, той веднага се свързва с рибозома за синтеза на протеин. Двете субединици са събрани заедно.
Освен това отделни аминокиселини се транспортират от цитоплазмата до рибозомите с помощта на tRNA. Има три места за свързване на tRNA там. Това е аминоацилът (А), пептидилът (Р) и изходната точка (Е). В началото на синтеза на протеин две позиции, А и Р позициите, са заети от тРНК, заредена с аминокиселини. Това състояние се нарича състояние на преводача. След образуването на пептидна връзка между двете аминокиселини настъпва посттранслационното състояние, като А сайтът се превръща в Е сайт, а Р сайтът става А сайт и нова тРНК, свързваща три нуклеотида по-нататък в новия Р сайт.
Бившата тРНК на Р-сайта, освободена от своята аминокиселина, сега се канализира от рибозомата. Състоянията се колебаят непрекъснато по време на синтеза на протеини. За всяка промяна е необходима висока енергия за активиране. Отделните tRNA молекули се свързват със съответния допълващ кодон на тРНК. Протеиновият синтез се осъществява между двете субединици на рибозомата в тунелна форма. Действителната биосинтеза се контролира от голямата субединица на рибозомата.
Малката субединица контролира функцията на рРНК. Тъй като синтезът се осъществява в един вид тунел, незавършените протеинови вериги са защитени от разграждане чрез ремонтни ензими. В тази форма тези протеини биха били разпознати като дефектни в цитоплазмата и веднага биха се разградили. Когато синтезът на протеини е завършен, рибозомата се разпада на своите субединици.
заболявания
Нарушаването на синтеза на протеини може да доведе до сериозни здравословни проблеми. Подредената последователност на този процес е от съществено значение за жизнените функции. Съществуват обаче мутации, които засягат структурните протеини или тРНК.
Заболяване, при което се предполага, че причините за мутациите в рибозомните протеини са известна като дианемо-черната анемия. Анемията с Диамантен Блекфан е много рядко кръвно заболяване, при което се нарушава синтеза на червените кръвни клетки. Развива се анемия, която не позволява на органите да бъдат адекватно снабдени с кислород. Лечението се състои от доживотни кръвопреливания. Има и други физически малформации.
Според една теория, неизправността на рибозомните протеини трябва да доведе до повишена апоптоза на прекурсорните клетки на еритроцитите и по този начин да причини анемия. Повечето мутации възникват спонтанно. Наследствеността на синдрома може да бъде доказана само в 15 процента от всички случаи.
