Ribosominė RNR, kaip ji sintezuojama, tipai ir struktūra, funkcijos



The Ribosominė RNRarba ribosominė, ląstelių biologijoje yra svarbiausias ribosomų struktūrinis komponentas. Todėl jie turi būtiną vaidmenį baltymų sintezėje ir yra labiausiai gausūs, palyginti su kitais pagrindiniais RNR tipais: pasiuntiniu ir perdavimu..

Baltymų sintezė yra esminis įvykis visuose gyvuose organizmuose. Anksčiau buvo manoma, kad ribosominė RNR aktyviai nedalyvavo šiame reiškinyje ir kad ji vaidino tik struktūrinį vaidmenį. Šiandien yra įrodymų, kad RNR turi katalizines funkcijas ir yra tikras baltymų sintezės katalizatorius.

Eukariotuose genai, kurie sukelia tokio tipo RNR, yra organizuojami branduolio regione, vadinamame branduoliu. RNR tipai paprastai klasifikuojami priklausomai nuo jų elgsenos sedimentacijos metu, todėl juos lydi „Svedbergo vienetų“ raide S..

Indeksas

  • 1 tipai
    • 1.1 Svedbergo vienetai
    • 1.2 Prokariotai
    • 1.3 Eukariotai
  • 2 Kaip tai sintezuojama?
    • 2.1 Genų vieta
    • 2.2 Transkripcijos pradžia
    • 2.3 Transkripcijos pailgėjimas ir pabaiga
    • 2.4 Pakeitimai po transkripcijos
  • 3 Struktūra
  • 4 Funkcijos
  • 5 Taikymas
  • 6 Evoliucija
  • 7 Nuorodos

Tipai

Vienas iš ryškiausių skirtumų tarp eukariotinių ir prokariotinių linijų yra kompozicija pagal ribosomų RNR, kuri sudaro jų ribosomas. Prokariotai turi mažesnes ribosomas, o ribosomos eukariotuose yra didesnės.

Ribosomos skirstomos į didelius ir mažus subvienetus. Mažoje yra viena ribosominės RNR molekulė, o didesnėje yra didesnė molekulė ir dvi mažesnės, eukariotų atveju..

Mažiausia ribosominė RNR bakterijose gali turėti nuo 1500 iki 3000 nukleotidų. Žmonėms ribosominė RNR pasiekia ilgesnius, tarp 1800 ir 5000 nukleotidų.

Ribosomos yra fiziniai subjektai, kuriuose vyksta baltymų sintezė. Jie susideda iš maždaug 60% ribosominės RNR. Likusi dalis yra baltymai.

Svedbergo vienetai

Istoriškai ribosominė RNR identifikuojama suspenduotų dalelių sedimentacijos koeficientu, centrifuguotu standartinėmis sąlygomis, kuri žymima „Svedbergo vienetų“ raide S..

Vienas iš įdomiausių šio įrenginio savybių yra tai, kad jis nėra priedas, ty 10S ir 10S nėra 20S. Dėl šios priežasties yra šiek tiek painiavos, susijusios su galutiniu ribosomų dydžiu.

Prokariotai

Bakterijose, archeose, mitochondrijose ir chloroplastuose mažas ribosomos vienetas turi 16S ribosomų RNR. Nors didelis subvienetas turi dvi ribosominės RNR rūšis: 5S ir 23S.

Eukariotai

Kita vertus, mažoji subvienetė yra 18S ribosomos RNR, o didelis subvienetas - 60S - turi trijų tipų ribosomų RNR: 5S, 5.8S ir 28S. Šioje linijoje ribosomos paprastai yra didesnės, sudėtingesnės ir gausesnės nei prokariotuose.

Kaip tai sintezuojama?

Genų vieta

Ribosominė RNR yra centrinė ribosomų sudedamoji dalis, todėl jos sintezė yra būtinas įvykis ląstelėje. Sintezė vyksta branduolyje, branduolio viduje esančiame regione, kuris nėra apribotas biologine membrana.

Mašinos yra atsakingos už ribosomų vienetų surinkimą, esant tam tikriems baltymams.

Ribosomų RNR genai yra organizuojami skirtingais būdais, priklausomai nuo linijos. Prisiminkite, kad genas yra DNR segmentas, kuris koduoja fenotipą.

Bakterijų atveju 16S, 23S ir 5S ribosomų RNR genai yra organizuojami ir transkribuojami operone. Šis „genų kartu“ organizavimas yra labai dažnas prokariotų genuose.

Priešingai, eukariotai, sudėtingesni organizmai su membranomis atskirtas branduolys, yra organizuojami kartu. Mes, žmonės, genai, koduojantys ribosomų RNR, yra suskirstyti į penkias „grupes“, esančias 13, 14, 15, 21 ir 22 chromosomose. Šie regionai vadinami NOR.

Transkripcijos pradžia

Ląstelėje RNR polimerazė yra fermentas, atsakingas už nukleotidų pridėjimą prie RNR gijų. Jie sudaro jų molekulę iš DNR molekulės. Šis RNR formavimo procesas po DNR kaip grūdintas yra žinomas kaip transkripcija. Yra keletas RNR polimerazių tipų.

Paprastai ribosomų RNR transkripciją vykdo RNR polimerazė I, išskyrus 5S ribosomų RNR, kurios transkripciją atlieka RNA polimerazė III. 5S taip pat turi savitą ypatybę, kad ji transkribuojama iš branduolio.

RNR sintezės promotoriai susideda iš dviejų elementų, turinčių daug GC sekų ir centrinio regiono, čia prasideda transkripcija.

Žmonėms transkripcijos faktoriai, būtini procesui, prisijungia prie centrinio regiono ir sukelia prieš inicijavimo kompleksą, kurį sudaro TATA dėžutė ir veiksniai, susiję su TBP.

Kai visi veiksniai yra kartu, RNR polimerazė I kartu su kitais transkripcijos veiksniais jungiasi su centriniu promotoriaus regionu, kad suformuotų iniciacijos kompleksą..

Transkripcijos pailgėjimas ir pabaiga

Vėliau vyksta antrasis transkripcijos proceso etapas: pailgėjimas. Čia pati transkripcija vyksta ir apima kitus katalizinius baltymus, tokius kaip topoizomerazė.

Eukariotuose ribosominių genų transkripcijos vienetai turi DNR seką 3 'gale su seka, žinoma kaip Sal ​​dėžutė, kuri rodo transkripcijos pabaigą..

Po to, kai atsiranda tandeminiu būdu surengtų ribosomų RNR transkripcija, nukleozėje vyksta ribosomų biogenezė. Ribosominių genų transkriptai subrendę ir susiejami su proteinais, kad susidarytų ribosominiai vienetai.

Prieš nutraukiant atsiranda „riboproteinų“ serija. Kaip ir pasiuntinių RNR,. \ T šlifavimas vadovauja maži nukleoliariniai ribonukleoproteinai arba snRNP, už akronimą anglų kalba.

The šlifavimas tai yra procesas, kuriame ištrinamos intronai (nekoduojančios sekos), kurios paprastai „trikdo“ egzonus (sekos, kurios koduoja atitinkamą geną).

Procesas sukelia 20S tarpininkus, kuriuose yra 18S ir 32S rRNR, kuriuose yra 5,8S ir 28S rRNR.

Pakeitimai po transkripcijos

Kai atsiranda ribosomų RNR, jie atlieka papildomus pakeitimus. Tai apima metilinimą (metilo grupės pridėjimą) apie 100 nukleotidų ribosomos ribosomos 2'-OH grupėje. Be to, atsiranda daugiau kaip 100 uridinų izomerizacija į pseudo-uridino formą.

Struktūra

Kaip ir DNR, RNR susideda iš azoto bazės, rišamos kovalentiniu ryšiu su fosfato pagrindu.

Keturios azoto bazės, kurios jas sudaro, yra adeninas, citozinas, uracilas ir guaninas. Tačiau, skirtingai nei DNR, RNR nėra dvigubos juostos molekulė, bet paprasta juosta.

Kaip ir perdavimo RNR, ribosomų RNR būdinga gana sudėtinga antrinė struktūra, turinti specifinius rišimosi regionus, kurie atpažįsta pasiuntinio RNR ir perdavimo RNR..

Funkcijos

Pagrindinė ribosominės RNR funkcija yra sukurti fizinę struktūrą, kuri leistų paimti RNS ir perduoti jį į aminorūgštis, kad susidarytų baltymai.

Baltymai yra biomolekulės su įvairiomis funkcijomis - nuo deguonies transportavimo, pvz., Hemoglobino, iki pagalbinių funkcijų.

Taikymas

Ribosominė RNR yra plačiai naudojama tiek molekulinės biologijos, tiek evoliucijos, ir medicinos srityse.

Jei norime sužinoti filogenetinius santykius, daugiau problemų tarp dviejų organizmų grupių - tai, kaip organizmai yra susiję vienas su kitu, - giminaičių atžvilgiu - dažniausiai naudojami kaip ribosomos RNR genai..

Jie yra labai naudingi kaip molekuliniai žymenys dėl mažo evoliucinio greičio (šio tipo sekos yra žinomos kaip „konservuotos sekos“)..

Tiesą sakant, vienas garsiausių filologinių rekonstrukcijų biologijos srityje buvo atliktas Carl Woese ir bendradarbių, naudojančių 16S ribosomų RNR sekas. Šio tyrimo rezultatai leido suskirstyti gyvus organizmus į tris sritis: archąją, bakterijas ir eukariotus..

Kita vertus, ribosomų RNR dažniausiai yra daugelio antibiotikų, naudojamų medicinoje, gydymas daugeliui ligų. Yra logiška manyti, kad užpuolus baltymų gamybos sistemą bakterijai, jis bus nedelsiant paveiktas.

Evoliucija

Spėjama, kad ribosomos, kaip mes jas žinome, pradėjo formuotis labai nutolusiais laikais, artimai LUCA formavimuisi (jo inicialai Anglų paskutinis visuotinis bendras protėvis arba paskutinis visuotinis bendras protėvis).

Iš tiesų, viena iš hipotezių, susijusių su gyvenimo kilme, rodo, kad gyvenimas kilęs iš RNR molekulės, nes jis turi būtinus autokatalitinius pajėgumus, kurie gali būti laikomi viena iš gyvybės pirmtakų molekulių.

Mokslininkai siūlo, kad dabartinių ribosomų pirmtakai nebūtų tokie selektyvūs su aminorūgštimis, priimdami abu izomerus l ir d. Šiandien plačiai žinoma, kad baltymus sudaro tik amino rūgštys.

Be to, ribosominė RNR turi galimybę katalizuoti peptidilo transferazės reakciją, kuri yra nukleotidų saugykla, kartu su jos kataliziniais pajėgumais, tampa pagrindiniu elementu pirmųjų formų evoliucijoje žemėje..

Nuorodos

  1. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. (2002). Biochemija 5-asis leidimas. Niujorkas: W H Freeman. 29.3 skirsnis. Ribosomas yra ribonukleoproteino dalelė (70S), pagaminta iš mažo (30S) ir didelio (50S) subvieneto. Galima rasti adresu: ncbi.nlm.nih.gov
  2. Curtis, H., ir Schnek, A. (2006). Kvietimas į biologiją. Red. Panamericana Medical.
  3. Fox, G. E. (2010). Ribosomos kilmė ir raida. Cold Spring Harbor perspektyvos biologijoje, 2(9), a003483.
  4. Hall, J. E. (2015). Guyton ir Hall medicinos fiziologijos e-knygos vadovėlis. Elsevier sveikatos mokslai.
  5. Lewin, B. (1993). Genai 1 tomas. Reverte.
  6. Lodish, H. (2005). Ląstelinė ir molekulinė biologija. Red. Panamericana Medical.
  7. Ramakrishnan, V. (2002). Ribosomos struktūra ir vertimo mechanizmas. Ląstelė, 108(4), 557-572.
  8. Tortora, G. J., Funke, B. R. ir Case, C. L. (2007). Įvadas į mikrobiologiją. Red. Panamericana Medical.
  9. Wilson, D. N. ir Cate, J. H. D. (2012). Eukariotinės ribosomos struktūra ir funkcija. Cold Spring Harbor perspektyvos biologijoje, 4(5), a011536.