RNA ribosomal bagaimana ia disintesis, jenis dan struktur, fungsi



The RNA Ribosomatau ribosom, dalam biologi selular, adalah komponen struktur ribosom yang paling penting. Oleh itu, mereka mempunyai peranan penting dalam sintesis protein dan paling banyak berkaitan dengan jenis RNA utama: messenger dan transfer.

Sintesis protein adalah peristiwa penting dalam semua organisma hidup. Sebelum ini, dipercayai bahawa RNA ribosom tidak terlibat secara aktif dalam fenomena ini, dan ia hanya memainkan peranan struktur. Pada masa kini, terdapat bukti bahawa RNA mempunyai fungsi pemangkin dan merupakan pemangkin sebenar sintesis protein.

Dalam eukariota, gen yang menimbulkan RNA jenis ini dianjurkan di kawasan nukleus yang dipanggil nukleolus. Jenis RNA biasanya dikelaskan bergantung kepada tingkah laku mereka dalam pemendapan, sebab itulah mereka disertai dengan huruf S dari "unit Svedberg"..

Indeks

  • 1 Jenis
    • 1.1 Unit Svedberg
    • 1.2 Prokariot
    • 1.3 Eukariot
  • 2 Bagaimana ia disintesis?
    • 2.1 Lokasi gen
    • 2.2 Permulaan transkripsi
    • 2.3 Pemanjangan dan pengakhiran transkripsi
    • 2.4 Modifikasi selepas transkrip
  • 3 Struktur
  • 4 Fungsi
  • 5 Kebolehgunaan
  • 6 Evolusi
  • 7 Rujukan

Jenis

Salah satu perbezaan yang paling ketara antara garis keturunan eukaryotic dan prokaryotic ialah komposisi dari segi RNA ribosom yang membentuk ribosom mereka. Prokariot mempunyai ribosom yang lebih kecil, manakala ribosom dalam eukariota lebih besar.

Ribosom dibahagikan kepada subunit besar dan kecil. Yang kecil mengandungi molekul tunggal RNA ribosom, sementara yang lebih besar mengandungi molekul yang lebih besar dan dua yang lebih kecil, dalam hal eukariota.

RNA ribosom terkecil dalam bakteria boleh didapati dari 1500 hingga 3000 nukleotida. Pada manusia, RNA ribosom mencapai panjang lebih panjang, antara 1800 dan 5000 nukleotida.

Ribosom adalah entiti fizikal di mana sintesis protein berlaku. Mereka terdiri daripada kira-kira 60% RNA ribosom. Selebihnya adalah protein.

Unit Svedberg

Secara bersejarah, RNA ribosomal dikenalpasti oleh pekali sedimentasi zarah-zarah yang digantung yang disentrifuged di bawah keadaan piawai, yang dilambangkan dengan huruf S "unit Svedberg"..

Salah satu sifat yang menarik dari unit ini adalah bahawa ia bukan aditif, iaitu, 10S ditambah 10S tidak 20S. Atas sebab ini terdapat beberapa kekeliruan yang berkaitan dengan saiz akhir ribosomes.

Prokariot

Dalam bakteria, archaea, mitokondria dan kloroplas, unit kecil ribosom mengandungi 16S ribosom RNA. Sedangkan subunit besar mengandungi dua spesies RNA ribosom: 5S dan 23S.

Eukaryotes

Eukariota, sebaliknya, RS ribosomal 18S ditemui di subunit kecil dan subunit besar, 60S, mengandungi tiga jenis RNA ribosom: 5S, 5.8S dan 28S. Dalam keturunan ini, ribosom biasanya lebih besar, lebih rumit dan lebih banyak daripada prokariot.

Bagaimana ia disintesis?

Lokasi gen

RNA ribosomal adalah komponen utama ribosom, jadi sintesisnya adalah peristiwa yang sangat penting dalam sel. Sintesis berlaku di nukleolus, rantau di dalam nukleus yang tidak dibatasi oleh membran biologi.

Jentera bertanggungjawab untuk memasang unit ribosom dengan kehadiran protein tertentu.

Gen RNA ribosomal dianjurkan dengan cara yang berbeza bergantung kepada garis keturunan. Ingatlah bahawa gen adalah segmen DNA yang kod untuk fenotip.

Dalam kes bakteria, gen untuk RNA ribosom 16S, 23S dan 5S dianjurkan dan disalin bersama-sama dalam operon. Organisasi "gen bersama" ini sangat biasa dalam gen prokaryotes.

Sebaliknya, eukariota, organisma yang lebih kompleks dengan nukleus membran membran, dianjurkan bersama. Di dalam kita, manusia, gen yang kod untuk RNA ribosom dikelompokkan kepada lima "kumpulan" yang terletak di kromosom 13, 14, 15, 21 dan 22. Kawasan ini dinamakan NOR.

Mula transkripsi

Di dalam sel, polimerase RNA adalah enzim yang bertanggungjawab untuk menambah nukleotida pada helai RNA. Mereka membentuk molekul ini dari molekul DNA. Proses membentuk RNA berikutan DNA sebagai marah dikenali sebagai transkripsi. Terdapat beberapa jenis polimerase RNA.

Secara umum, transkripsi RNA ribosomal dilakukan oleh RNA polymerase I, kecuali RNA ribosom 5S, yang transkripsinya dilakukan oleh RNA polymerase III. 5S juga mempunyai keanehan yang ditranskripsikan daripada nukleolus.

Promoter sintesis RNA terdiri daripada dua elemen yang kaya dengan urutan GC dan rantau tengah, di sini memulakan transkripsi.

Pada manusia, faktor transkripsi yang diperlukan untuk proses menyertai rantau pusat dan menimbulkan kompleks pra-inisiasi, yang terdiri daripada kotak TATA dan faktor-faktor yang berkaitan dengan TBP.

Setelah semua faktor bersatu, RNA polimerase I, bersama dengan faktor transkripsi lain, mengikat wilayah pusat promoter untuk membentuk kompleks permulaan.

Pemanjangan dan pengakhiran transkripsi

Selanjutnya, langkah kedua proses transkripsi berlaku: pemanjangan. Di sini transkripsi itu sendiri berlaku dan melibatkan kehadiran protein katalitik lain, seperti topoisomerase.

Dalam eukariota, unit transkrip gen gen ribosom mempunyai urutan DNA pada akhir 3 'dengan urutan yang dikenali sebagai kotak Sal, yang menandakan berakhirnya transkripsi.

Selepas transkripsi RNA ribosom yang diarahkan dalam tandem, berlaku biogenesis ribosom berlaku di nukleolus. Transkrip gen ribosom matang dan dikaitkan dengan protein untuk membentuk unit ribosom.

Sebelum penamatan, pembentukan siri "riboprotein" berlaku. Seperti dalam RNA messenger, proses splicing diarahkan oleh ribonucleoprotein nucleolar kecil atau snRNPs, untuk akronim dalam bahasa Inggeris.

The splicing ia adalah proses di mana introns (urutan tidak berkod) dipadamkan yang biasanya "mengganggu" exons (urutan yang melakukan kod untuk gen yang dipersoalkan).

Proses ini membawa kepada pengantara 20S yang mengandungi 18S dan 32S rRNA, yang mengandungi 5,8S dan 28S rRNA.

Pengubahsuaian selepas transkrip

Selepas RNA ribosom berasal, mereka menjalani pengubahsuaian tambahan. Ini melibatkan metilasi (penambahan kumpulan metil) kira-kira 100 nukleotida per ribosom dalam kumpulan 2'-OH ribosom. Di samping itu, isomerisasi lebih daripada 100 uridin kepada bentuk pseudo-uridin berlaku.

Struktur

Seperti DNA, RNA terdiri daripada asas nitrogen yang terikat dengan ikatan kovalen kepada tulang belakang fosfat.

Empat jenis nitrogen yang membentuknya adalah adenine, sitosin, uracil dan guanine. Walau bagaimanapun, tidak seperti DNA, RNA bukanlah molekul dua jalur, tetapi sebuah band yang mudah.

Seperti pemindahan RNA, RNA ribosomal dicirikan oleh struktur sekunder yang agak kompleks, dengan kawasan-kawasan tertentu yang mengenali RNA messenger dan pemindahan RNA..

Fungsi

Fungsi utamanya RNA ribosom adalah untuk memberikan struktur fizikal yang membolehkan RNA messenger dan decodenya menjadi asid amino, untuk membentuk protein.

Protein adalah biomolekul dengan pelbagai fungsi - dari pengangkutan oksigen, seperti hemoglobin, untuk menyokong fungsi.

Kebolehgunaan

RNA ribosomal digunakan secara meluas, baik dalam bidang biologi molekul dan evolusi, dan ubat.

Jika seseorang ingin mengetahui hubungan filogenetik lebih banyak masalah antara dua kumpulan organisma - iaitu, bagaimana organisme berkaitan dengan satu sama lain, dari segi persaudaraan - gen RNA ribosom biasanya digunakan sebagai label..

Mereka sangat berguna sebagai penanda molekul terima kasih kepada kadar evolusi mereka yang rendah (jenis urutan ini dikenali sebagai "urutan dipelihara").

Sebenarnya, salah satu pembinaan semula phylogenetic yang paling terkenal di bidang biologi telah dijalankan oleh Carl Woese dan kolaborator menggunakan urutan RS ribosom 16S. Hasil kajian ini membolehkan pembahagian organisma hidup menjadi tiga domain: archaea, bakteria dan eukariota..

Sebaliknya, RNA ribosom biasanya menjadi sasaran banyak antibiotik yang digunakan dalam bidang perubatan untuk menyembuhkan pelbagai jenis penyakit. Adalah logik untuk mengandaikan bahawa dengan menyerang sistem pengeluaran protein bakteria, ia akan segera terjejas.

Evolusi

Ia adalah spekulasi bahawa ribosomes, seperti yang kita kenal mereka hari ini, memulakan pembentukan mereka pada masa yang sangat jauh, dekat dengan pembentukan LUCA (dengan inisialnya dalam Bahasa Inggeris terakhir lazim nenek moyang atau nenek moyang biasa sejagat).

Malah, salah satu daripada hipotesis mengenai asal usul kehidupan menyatakan bahawa hidup berasal dari molekul RNA - kerana ia mempunyai kapasiti autokatalik yang diperlukan untuk dianggap sebagai salah satu molekul kehidupan prekursor.

Penyelidik mencadangkan bahawa prekursor ribosom semasa tidak selektif dengan asid amino, menerima kedua-dua isomer l dan d. Pada masa kini, diketahui bahawa protein dibentuk secara eksklusif oleh asid amino.

Selain itu, RNA ribosom mempunyai keupayaan untuk memangkinkan tindak balas peptidyl transferase. Karakteristik ini berfungsi sebagai repositori nukleotida, ditambah dengan keupayaan pemangkinnya, menjadikannya unsur utama dalam evolusi bentuk pertama di bumi..

Rujukan

  1. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. (2002). Biokimia Edisi ke-5. New York: W H Freeman. Seksyen 29.3, A ribosome Adakah Ribonucleoprotein Zarah (70S) Diperbuat daripada yang besar (50S) Subunit kecil (30S) dan. Boleh didapati di: ncbi.nlm.nih.gov
  2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Jemputan kepada Biologi. Ed. Panamericana Medical.
  3. Fox, G. E. (2010). Asal dan evolusi ribosom. Perspektif Cold Spring Harbor dalam biologi, 2(9), a003483.
  4. Hall, J. E. (2015). Buku teks Guyton dan Hall e-Book fisiologi perubatan. Elsevier Health Sciences.
  5. Lewin, B. (1993). Gen Jilid 1. Reverte.
  6. Lodish, H. (2005). Biologi selular dan molekul. Ed. Panamericana Medical.
  7. Ramakrishnan, V. (2002). Struktur ribosom dan mekanisme terjemahan. Sel, 108(4), 557-572.
  8. Tortora, G. J., Funke, B. R., & Case, C. L. (2007). Pengenalan kepada mikrobiologi. Ed. Panamericana Medical.
  9. Wilson, D. N., & Cate, J. H. D. (2012). Struktur dan fungsi ribosom eukariotik. Perspektif Cold Spring Harbor dalam biologi, 4(5), a011536.