الريبوسومات: التعريف والأنواع والوظائف والأشكال والبنى

الريبوسومات: التعريف والأنواع والوظائف والأشكال والبنى - هل سمعت عن مصطلح الريبوسوم؟ في هذه المناسبة ، سنناقش ما هو المقصود بالريبوسومات؟ دعنا نلقي نظرة على الشرح الكامل أدناه لفهمه بشكل أفضل.

الريبوسومات: التعريف والأنواع والوظائف والأشكال والبنى

---

الريبوسوم عبارة عن جسيم أو جزيء أو عضية تتكون من بروتين وحمض نووي (RNA) يعملان معًا في تخليق البروتين. بمعنى آخر ، الريبوسوم هو موقع تخليق البروتين. الريبوسومات لها أبعاد صغيرة ، حيث يبلغ قطر هذه العضية الصلبة 20 نانومترًا فقط. الريبوسومات هي هياكل كروية يمكن العثور عليها في سيتوبلازم الخلايا بدائية النواة وكذلك الخلايا حقيقية النواة. تحدث بعض أنواع الريبوسومات بحرية في العصارة الخلوية ، وترتبط بعض الأنواع الأخرى بالشبكة الإندوبلازمية العدوانية (ER) أو ما يُعرف أيضًا بالغشاء النووي.

يأتي مصطلح الريبوسوم من الكلمة اليونانية ، أي من كلمة سوما التي تعني الجسم ، وحمض الريبونوكليك أو حمض الريبونوكليك. كان العالم الذي أجرى أول بحث على الريبوسومات هو العالم الروماني جورج إميل باليد. أجرى هذا البحث في الخمسينيات باستخدام المجهر الإلكتروني. بسبب البحث الذي قام به ، حتى عام 1974 ، فاز جورج إميل باليد بجائزة نوبل في علم النفس والصحة. ومع ذلك ، فإن العالم الذي استخدم اسم الريبوسوم لأول مرة لهذا الجزيء الصلب كان ريتشارد ب. روبرتس في عام 1958.

---

ملامح الريبوسومات

حبيبات صغيرة يبلغ قطرها حوالي 20 إلى 22 نانومتر.
توجد في جميع الخلايا الحية.
أصغر عضية في الخلية.
يتكون من 65٪ من الرنا الريبوزومي (الرنا الريباسي) و 35٪ من البروتين الريبوزومي.
يمكن العثور عليها في ER الخام وتنتشر في السيتوبلازم.
إنتاج البروتينات.

---

أنواع الريبوسومات

• الريبوسومات الحرة هي هياكل خلوية يتم توزيعها على نطاق واسع في السيتوبلازم
• الريبوسومات المقيدة هي إحدى بنى الريبوسوم التي ترتبط عادةً بقسم ER (الشبكة الإندوبلازمية) أو تُسمى أيضًا RER (الشبكة الإندوبلازمية الخشنة).

---

شكل وحجم الريبوسوم

بدائيات النوى

الريبوسومات بدائية النواة هي 70S في الحجم وتحتوي على 6٪ RNA و 40٪ بروتين. توجد عضيات الخلية هذه بحرية في السيتوبلازم حيث يكون حجم الوحدات الفرعية 50S و 30S. يبلغ طولها 29 × 21 نانومتر وكتلة 2.520.000 دالتون.

حقيقيات النواة

بينما في الريبوسومات حقيقية النواة يكون الحجم 80S مع 40٪ من RNA و 60٪ محتوى بروتين.

لها موقع مجاني في السيتوبلازم ومرتبط بالشبكة الإندوبلازمية. يبلغ طولها حوالي 32 × 22 نانومتر وتبلغ كتلتها حوالي 4.220.000 دالتون.

وظيفة الريبوسوم

كما نعلم بالفعل ، فإن الريبوسومات عبارة عن جسيمات صغيرة غير منفذة للإلكترونات. يتكون من 4 أنواع من RNA الريبوسوم (rRNA) و 80 نوعًا مختلفًا من البروتينات. للريبوزومات وظائف مختلفة ، بما في ذلك:

تخليق البروتين

الريبوسوم هو مثال على عضية لا تحتوي على غشاء ، حيث تلعب دورًا مهمًا للغاية مهم جدًا في عملية تخليق البروتين ، وهي عملية تترجم messege-RNA (mRNA) إلى البروتينات.

تتمتع الريبوسومات بمكانة حرة في تنفيذ عملية تخليق إنزيمات البروتين التي تعمل كمحفزات في السائل العصاري الخلوي. في تنفيذ هذه الوظائف ، يتم مساعدة الريبوسومات من خلال 3 مكونات رئيسية ، وهي:

• مرنا وهو قالب للبروتينات. هذا الجزيء هو نسخة من الجين الموجود في الحمض النووي والذي يتم إرساله بعد ذلك إلى السيتوبلازم ليتم ترجمته إلى بروتين بمساعدة الريبوسومات. يتكون mRNA من سلسلة من الكودونات التي تتمثل وظيفتها في إملاء تسلسل الريبوسوم للأحماض الأمينية المطلوبة في عملية تخليق البروتين.
• حمض أميني
• الحمض الريبي النووي النقال وهو عامل ناقل خاص للأحماض الأمينية. يحتوي هذا الجزيء على أضداد ثلاثية مكملة لكودون موجود على الرنا المرسال. وبهذا التكميل ، فإن تسلسل كودون الرنا المرسال سيحدد تسلسل الأحماض الأمينية.

تسمى هذه السلسلة من عمليات تخليق البروتين بالعقيدة المركزية. سيتم استخدام البروتين المنتج في عملية التوليف هذه لاحقًا بواسطة السيتوبلازم.

النسخ

سيعالج أحد خيوط الحمض النووي النسخ لإنشاء الحمض النووي الريبي. يُطلق على امتداد الحمض النووي المنسوخ إلى الحمض النووي الريبي وحدة النسخ. في الواقع النسخ هو جزء من التعبير الجيني. التفسير الأصلي للنسخ هو في الواقع نسخة أو تحويل صوتي. لذا ، فإن المقصود بالنسخ هنا هو عملية نسخ قراءات الحمض النووي إلى الحمض النووي الريبي. في هذه العملية ، يتغير فقط القاعدة النيتروجينية الثايمين في الحمض النووي التي يتم استبدالها باليوراسيل في الحمض النووي الريبي. يتكون النسخ من 3 مراحل من العملية ، وهي:

• بدء (بداية) سلسلة RNA
• استطالة (استطالة) سلسلة الحمض النووي الريبي
• إنهاء (إنهاء) سلسلة الحمض النووي الريبي

تحدث عملية النسخ في نواة الخلية أو في مصفوفة الميتوكوندريا والبلاستيدات ، حيث يمكن تحفيز هذه العملية عن طريق أي محفز أو بدون حافز على الإطلاق. التحفيز الذي يحدث سينشط البرومتر الأساسي الذي يتكون من صندوق TATA ، وصندوق CCAAT ، وصندوق GC. تخلق عملية النسخ هذه الحمض النووي الريبي الخام يسمى mRNA الأولي ، حيث توجد شظايا حزمة للبروتينات التي تساعد وتتحكم في عملية تخليق البروتين. ملف RNA التالي بعد النسخ.

ترجمة

هذه هي عملية ترجمة تسلسل النوكليوتيدات في جزيء الرنا المرسال إلى سلسلة من الأحماض الأمينية التي تشكل بروتينًا أو عديد ببتيد. هذه إحدى العمليات الرئيسية التي يمكن أن تربط الجينات بالبروتينات ، وليس فقط النسخ. تحدث هذه العملية فقط في جزيئات mRNA ، في حين أن الجزيئات الأخرى مثل rRNA و tRNA لا تخضع لعملية الترجمة. mRNA هو نسخة من تسلسل الحمض النووي ، حيث يقوم الجزيء بترتيب الجين في شكل إطار قراءة مفتوح. ليس ذلك فحسب ، بل ينقل mRNA أيضًا بيانات تسلسل الأحماض الأمينية. الريبوسومات هي المكان الذي تحدث فيه عملية الترجمة هذه

تتلخص عملية الترجمة في 3 جلسات وهي:

1. البدء

هذه هي الخطوة الأولى في عملية الترجمة ، حيث تتحد mRNA والوحدة الفرعية 30S و formylmethionyl tRNA لتصبح بيئة بدء 30S. بعد تشكيل مجمع البدء 3oS ، تنضم الوحدات الفرعية 50S لتشكيل الوحدة الفرعية 70S.

2. استطالة

هذه هي عملية استطالة عديد الببتيدات في كل من بدائيات النوى وفي حقيقيات النوى. تنقسم هذه العملية إلى 3 مراحل وهي:

• ربط aminoacyl-tRNA بالجانب A من الريبوسوم
• عمل روابط الببتيد
• انقل الريبوسوم الذي تقطعت به السبل على طول الرنا المرسال إلى موضع الكودون التالي الموجود على الموقع أ

3. الإنهاء

هذه هي العملية النهائية للترجمة ، حيث تصل الأنواع الثلاثة من أكواد الإنهاء وهي UAA و UGA و UAG الموجودة في mRNA إلى الموضع A على الريبوسوم.

هيكل وتكوين الريبوسوم

الريبوسومات هي مكونات في الخلايا تنتج البروتينات باستخدام جميع أنواع الأحماض الأمينية. يتكون الريبوسوم نفسه من مركبين مهمين هما:

الحمض النووي الريبي أو الحمض النووي الريبي (RNA)

يأتي هذا الحمض من النواة وهي المكان الذي تحدث فيه العملية الاصطناعية للريبوسوم في الخلية. حمض الريبونوكلييك هو واحد من 3 جزيئات رئيسية (DNA ، بروتين ، RNA) التي لها دور مهم لجميع أشكال الحياة. يحتوي الحمض النووي الريبي على بنية مشابهة للحمض النووي ، من حيث أنه يتكون من عدة نيوكليوتيدات ، كل منها يحتوي على مجموعة فوسفات ، ومجموعة قاعدة نيتروجينية ، ومجموعة بنتوز. يعمل الحمض النووي الريبي أيضًا في عملية تخليق البروتين في الخلايا حقيقية النواة. هناك 3 أنواع من الحمض النووي الريبي في هذه الخلايا حقيقية النواة ، وهي:

• RNA - messenger أو ما يسمى عادةً messenger - RNA (mRNA). إنه نوع من RNA يتم تصنيعه مع RNA polymerase I
• RNA - Ribosome أو المعروف باسم RNA - Ribosomal (rRNA). إنه نوع من الحمض النووي الريبي المركب مع RNA Polymerase II
• RNA - نقل أو ما يعرف بنقل RNA (tRNA). إنه نوع من الحمض النووي الريبي المركب مع RNA Polymerase III

يحتوي RNA على العديد من الوظائف الرئيسية ، بما في ذلك:

1. لتخزين البيانات أو المواد الجينية

هذا ينطبق بشكل خاص على مجموعة من الفيروسات مثل العاثيات ، حيث بحلول الوقت الذي يبدأ فيه الفيروس بغزو الخلايا الحية ، يمكنه سيتم ترجمة الحمض النووي الريبي الذي يحمله إلى سيتوبلازم الخلية الضحية بواسطة الخلية المضيفة لإنشاء فيروسات جديد. أفادت نتائج الأبحاث المتطورة المرتبطة بـ RNA أنه في وقت مبكر من العملية التطورية ، كان الحمض النووي الريبي هو المادة الجينية الشائعة قبل أن تستخدم الكائنات الحية الحمض النووي.

2. كوسيط بين الحمض النووي والبروتين في عملية التعبير الجيني الذي ينطبق على جميع الكائنات الحية

في هذه الحالة ، RNA هو منتج يعمل كنسخة من رمز لتسلسل قواعد النيتروجين في DNA عملية النسخ ، حيث يتم ترتيب رمز التسلسل في 3 سلاسل من قواعد N المعروفة باسم كودون. كل كودون له رابطة مع حمض أميني واحد.

بروتين الريبوسوم أو البروتين النووي الريبي (RNP)

بروتين الريبوسوم هو نوع من البروتين يعمل مع الرنا الريباسي (Ribosome-RNA) لتكوين الوحدات الفرعية الريبوسومية التي تشارك في عملية الترجمة الخلوية. إنه مركب عبارة عن بوليمر من مونومرات مختلفة مرتبطة ببعضها البعض عن طريق روابط الببتيد. يحتوي هذا الجزيء على الكربون والهيدروجين والنيتروجين والأكسجين وأحيانًا يحتوي أيضًا على الكبريت أو الفوسفور.

يلعب البروتين دورًا مهمًا جدًا في الكائنات الحية أو الفيروسات ، وتحديداً في بنية خلاياها ووظائفها. عملية التخليق الحيوي للبروتين الطبيعي هي نفس عملية التعبير الجيني. يتم نسخ الشفرة الوراثية التي يحملها الحمض النووي إلى RNA ، والتي بدورها ستكون بمثابة قالب للترجمة التي تقوم بها الريبوسومات.

في هذه المرحلة ، لا يزال البروتين في حالته الخام ، حيث يتكون فقط من أحماض أمينية بروتينية. من أجل إنتاج بروتينات قادرة بيولوجيًا على لعب دور كامل ، هناك حاجة إلى آلية ما بعد الترجمة.

تنقسم بنية البروتين إلى 4 مستويات وهي:

• الهيكل الأساسي (المستوى الأول) ، هذا هو تسلسل الأحماض الأمينية التي تشكل البروتين من خلال روابط الببتيد.
• الهيكل الثانوي (المستوى 2) ، هذا هو الهيكل المحلي 3 أحجام لتسلسل البروتين الأحماض الأمينية الذي يخضع لعملية تثبيت عبر حمض الهيدروجين. هناك عدة أشكال للهيكل الثانوي ، وهي: حلزون ألفا (حلزون α) ، ورقة بيتا (β-sheet) ، دوران بيتا (β-turn) ، دوران جاما (y-turn).
• الهيكل الثلاثي (المستوى 3) ، وهو مزيج من الهياكل الثانوية المختلفة. تكون هذه الهياكل بشكل عام في شكل تكتلات ، حيث تكون الجزيئات قادرة على التفاعل جسديًا بدونها الرابطة التساهمية لتشكيل أوليغومرات طبيعية (مثل الثنائيات ، والقصاصات ، والرباعيات) ، وتشكيل الهياكل رباعي.
• الهياكل الرباعية (المستوى 4) ، على سبيل المثال الأنسولين وإنزيمات الروبيكو.

هناك أيضًا وظائف للبروتينات ، بما في ذلك:

• كمصدر للطاقة
• تخليق الهرمونات والإنزيمات والأجسام المضادة
• يتحكم في توازن المحتوى الحمضي القاعدي في الخلايا
• يقوم بتشكيل الأنسجة والخلايا وإصلاحها
• كحظيرة أو احتياطي طعام

---

تقسيم الريبوسومات

ينقسم الريبوسوم إلى جزأين كبيرين يسمى الوحدات الفرعية ، حيث يتم تمثيل كل وحدة فرعية بوحدات S (Svedberg). تعرض الوحدة سرعة الاستقرار عند الطرد المركزي للوحدة الفرعية ، حيث يتم أخذ اسم الوحدة من اسم المخترع. تحتوي كل وحدة فرعية من الريبوسوم على الحمض النووي الريبي والبروتين. يُنظر إلى أنواع الوحدتين الفرعيتين على أنها تنشأ من مستوى الترسيب في بعض الوسائط. هناك أيضًا وحدتان ريبوسوميتان فرعيتان ، وهما:

• 1. الوحدة الفرعية الصغيرة - تتكون الوحدة الفرعية الريبوسومية الصغيرة من 1 ريبوسوم- RNA (rRNA) وحوالي 21 بروتينًا في بدائيات النوى البكتيرية ، وحوالي 30 بروتينًا في حقيقيات النوى في الثدييات.
• 2. الوحدة الفرعية الكبيرة - في بدائيات النوى ، تحتوي الوحدة الفرعية الريبوسومية الكبيرة على 2 rRNAs (واحدة كبيرة وواحدة صغيرة) وحوالي 31 بروتينًا. في حقيقيات النوى ، من ناحية أخرى ، تحتوي الوحدة الفرعية الريبوسومية الكبيرة على 3 رنا ريبوزي (واحد كبير و 2 صغير) وحوالي 49 بروتينًا.

في الخلايا حقيقية النواة ، ستخضع وحدتا الريبوسومان لعملية تخليق في النواة والتي سيتم بعد ذلك تصديرها إلى السيتوبلازم قبل استخدامها.

يحتوي هيكل الريبوسوم على الخصائص التالية:

• لها شكل عام ، يكون فيه قطع ناقص في المقطع الطولي
• عند تجربة طريقة التلوين السلبي ، يبدو أن هناك أخدودًا عرضيًا واحدًا ، عموديًا على المحور ، ومقسّمًا إلى وحدتين فرعيتين ، كل منهما لها حجم مختلف.
• يتم الإشارة إلى كل وحدة فرعية من خلال وجود معامل الترسيب المعبر عنه في البعد S (Svedberg). في الخلايا بدائية النواة ، يكون معامل الترسيب 70S (50S للوحدات الفرعية الكبيرة ، و 30 S للوحدات الفرعية الصغيرة). من ناحية أخرى ، في الخلايا حقيقية النواة ، يكون معامل الترسيب 80S (60S للوحدة الفرعية الكبيرة و 40S للوحدة الشمسية الصغيرة).
• تأتي الريبوسومات بأحجام وأشكال مختلفة. في الخلايا بدائية النواة ، يمكن أن يصل طول الريبوسومات إلى 29 نانومترًا و 21 نانومترًا كبيرًا. في المقابل ، في الخلايا حقيقية النواة ، يمكن أن يصل طول الريبوسومات إلى 32 نانومترًا و 22 نانومترًا في الحجم.
• في الخلايا بدائية النواة ، تكون الوحدة الفرعية الصغيرة ممدودة ، ولها شكل منحني مع تناظرين ، ولها 3 أرقام ، وتشبه الأريكة. من ناحية أخرى ، في الخلايا حقيقية النواة ، تكون الوحدة الفرعية بنفس حجم E الريبوسوم. كولي.

وبالتالي فإن المراجعة من حول Knowledge.co.id عن الريبوسومات,اتمنى ان يكون مفيد