Ριβοσώματα: Ορισμός, Τύποι, Συναρτήσεις, Μορφές και Δομές

Ριβοσώματα: Ορισμός, τύποι, συναρτήσεις, σχήματα και δομές - Έχετε ακούσει ποτέ για τον όρο ριβόσωμα; Με αυτή την ευκαιρία, θα συζητήσουμε τι σημαίνει ριβοσώματα; Ας δούμε την πλήρη εξήγηση παρακάτω για να την κατανοήσουμε καλύτερα.

Ριβοσώματα: Ορισμός, Τύποι, Συναρτήσεις, Μορφές και Δομές

---

Το ριβόσωμα είναι ένα σωματίδιο, μόριο ή οργανίδιο που αποτελείται από πρωτεΐνη και ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA) που συνεργάζονται στη σύνθεση πρωτεϊνών. Με άλλα λόγια, το ριβόσωμα είναι η θέση για τη σύνθεση πρωτεϊνών. Τα ριβοσώματα έχουν μικρές διαστάσεις, όπου αυτό το συμπαγές οργανίδιο έχει διάμετρο μόλις 20 νανόμετρα. Τα ριβοσώματα είναι σφαιρικές δομές που μπορούν να βρεθούν στο κυτταρόπλασμα των προκαρυωτικών κυττάρων καθώς και στα ευκαρυωτικά κύτταρα. Μερικοί τύποι ριβοσωμάτων εμφανίζονται ελεύθερα στο κυτταρόπλασμα και κάποιοι άλλοι τύποι προσκολλώνται στο επιθετικό ενδοπλασματικό δίκτυο (ER) ή σε αυτό που είναι επίσης γνωστό ως πυρηνική μεμβράνη.

Ο όρος ριβόσωμα προέρχεται από την ελληνική, δηλαδή από τη λέξη soma που σημαίνει σώμα, και ριβονουκλεϊκό οξύ ή ριβονουκλεϊκό οξύ. Ο επιστήμονας που πραγματοποίησε πρώτος έρευνα για τα ριβοσώματα ήταν ο George Emil Palade που ήταν Ρουμάνος επιστήμονας. Πραγματοποίησε αυτή την έρευνα τη δεκαετία του 1950 χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Λόγω της έρευνας που έκανε, μέχρι το 1974, ο George Emil Palade κέρδισε το Νόμπελ Ψυχολογίας και Υγείας. Ωστόσο, ο επιστήμονας που χρησιμοποίησε για πρώτη φορά το όνομα ριβόσωμα για αυτό το στερεό μόριο ήταν ο Richard B. Ρόμπερτς το 1958.

---

Χαρακτηριστικά των ριβοσωμάτων

Μικροί κόκκοι με διάμετρο περίπου 20 έως 22 νανόμετρα.
Βρίσκεται σε όλα τα ζωντανά κύτταρα.
Το μικρότερο οργανίδιο στο κύτταρο.
Αποτελείται από 65% ριβοσωμικό RNA (rRNA) και 35% ριβοσωματική πρωτεΐνη.
Μπορεί να βρεθεί στο ακατέργαστο ER και διάσπαρτο στο κυτταρόπλασμα.
Παράγουν πρωτεΐνες.

---

Τύποι ριβοσωμάτων

• Τα ελεύθερα ριβοσώματα είναι κυτταρικές δομές που είναι ευρέως κατανεμημένες στο κυτταρόπλασμα
• Τα δεσμευμένα ριβοσώματα είναι μια από τις δομές ριβοσώματος που συνήθως συνδέονται με το τμήμα ER (Ενδοπλασματικό Δίκτυο) ή συχνά αποκαλούνται επίσης RER (Ακατέργαστο Ενδοπλασματικό Δίκτυο).

---

Σχήμα και μέγεθος ριβοσώματος

Προκαρυώτες

Τα προκαρυωτικά ριβοσώματα έχουν μέγεθος 70S και περιέχουν 6% RNA και 40% πρωτεΐνη. Αυτά τα κυτταρικά οργανίδια βρίσκονται ελεύθερα στο κυτταρόπλασμα όπου το μέγεθος των υπομονάδων 50S και 30S. Έχει μήκος 29 x 21 nm με μάζα 2.520.000 Daltons.

Ευκαρυωτες

Ενώ στα ευκαρυωτικά ριβοσώματα το μέγεθος είναι 80S με 40% περιεκτικότητα σε RNA και 60% περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη.

Έχει ελεύθερη θέση στο κυτταρόπλασμα και συνδέεται με το ενδοπλασματικό δίκτυο. Έχει μήκος περίπου 32 x 22 nm και μάζα περίπου 4.220.000 Dalton.

Λειτουργία Ριβοσώματος

Όπως ήδη γνωρίζουμε, τα ριβοσώματα είναι μικρά σωματίδια που είναι αδιαπέραστα από τα ηλεκτρόνια. Αποτελείται από 4 τύπους ριβοσωμικού RNA (rRNA) και 80 διαφορετικούς τύπους πρωτεϊνών. Τα ριβοσώματα έχουν διάφορες λειτουργίες, όπως:

Πρωτεϊνοσύνθεση

Το ριβόσωμα είναι ένα παράδειγμα οργανιδίου που δεν έχει μεμβράνη, όπου έχει πολύ σημαντικό ρόλο πολύ σημαντική στη διαδικασία της πρωτεϊνικής σύνθεσης, είναι μια διαδικασία που μεταφράζει το messege-RNA (mRNA) σε πρωτεΐνες.

Τα ριβοσώματα έχουν μια ελεύθερη θέση στη διεξαγωγή της διαδικασίας σύνθεσης πρωτεϊνικών ενζύμων που δρουν ως καταλύτες στο κυτταροπλασματικό υγρό. Κατά την εκτέλεση αυτών των λειτουργιών, τα ριβοσώματα βοηθούνται από 3 κύρια συστατικά, και συγκεκριμένα:

• mRNA που είναι ένα πρότυπο για πρωτεΐνες. Αυτό το μόριο είναι ένα αντίγραφο ενός γονιδίου που περιέχεται στο DNA το οποίο στη συνέχεια αποστέλλεται στο κυτταρόπλασμα για να μεταφραστεί σε πρωτεΐνη με τη βοήθεια ριβοσωμάτων. Το mRNA αποτελείται από μια σειρά κωδικονίων των οποίων η δουλειά είναι να υπαγορεύουν την αλληλουχία ριβοσώματος των αμινοξέων που απαιτούνται στη διαδικασία της πρωτεϊνικής σύνθεσης.
• Αμινοξέων
• tRNA που είναι ένας ειδικός φορέας αμινοξέων. Αυτό το μόριο έχει ένα τριπλό αντικωδικόνιο που είναι συμπληρωματικό σε ένα κωδικόνιο που βρίσκεται στο mRNA. Και με αυτή τη συμπλήρωση, η αλληλουχία κωδικονίων του mRNA θα υπαγορεύσει την αλληλουχία αμινοξέων.

Αυτή η αλυσίδα διαδικασιών πρωτεϊνοσύνθεσης ονομάζεται κεντρικό δόγμα. Η πρωτεΐνη που παράγεται σε αυτή τη διαδικασία σύνθεσης θα χρησιμοποιηθεί αργότερα από το κυτταρόπλασμα.

Μεταγραφή

Ένας από τους κλώνους του DNA θα επεξεργαστεί τη μεταγραφή για να δημιουργήσει RNA. Το τμήμα του DNA που μεταγράφεται σε RNA ονομάζεται μονάδα μεταγραφής. Στην πραγματικότητα η μεταγραφή είναι μέρος της γενετικής έκφρασης. Η αρχική ερμηνεία της μεταγραφής είναι στην πραγματικότητα αντίγραφο ή μεταγραφή. Έτσι, αυτό που εννοείται εδώ με τη μεταγραφή είναι η διαδικασία αντιγραφής αναγνώσεων DNA σε RNA. Σε αυτή τη διαδικασία, αλλάζει μόνο η αζωτούχα βάση θυμίνη στο DNA που αντικαθίσταται από ουρακίλη στο RNA. Η μεταγραφή αποτελείται από 3 στάδια της διαδικασίας, και συγκεκριμένα:

• Έναρξη (αρχή) της αλυσίδας RNA
• Επιμήκυνση (επιμήκυνση) της αλυσίδας RNA
• Τερματισμός (τερματισμός) της αλυσίδας RNA

Η διαδικασία μεταγραφής λαμβάνει χώρα στον πυρήνα του κυττάρου ή στη μιτοχονδριακή μήτρα και στα πλαστίδια, όπου αυτή η διαδικασία μπορεί να πυροδοτηθεί από οποιοδήποτε ερέθισμα ή καθόλου ερέθισμα. Η διέγερση που θα συμβεί θα ενεργοποιήσει τον πυρήνα προμετρητή που αποτελείται από το κουτί TATA, το κουτί CCAAT και το κουτί GC. Αυτή η διαδικασία μεταγραφής δημιουργεί ένα ακατέργαστο RNA που ονομάζεται πρωτογενές mRNA, στο οποίο υπάρχουν θραύσματα δέσμης για πρωτεΐνες που βοηθούν και ελέγχουν τη διαδικασία της πρωτεϊνοσύνθεσης. Το επόμενο αρχείο RNA είναι μετα-μεταγραφικό.

μετάφραση

Αυτή είναι η διαδικασία μετάφρασης της νουκλεοτιδικής αλληλουχίας σε ένα μόριο mRNA σε μια αλληλουχία αμινοξέων που συνθέτουν μια πρωτεΐνη ή ένα πολυπεπτίδιο. Αυτή είναι μια από τις κύριες διαδικασίες που μπορούν να συνδέσουν γονίδια με πρωτεΐνες, όχι μόνο με τη μεταγραφή. Αυτή η διαδικασία εμφανίζεται μόνο σε μόρια mRNA, ενώ άλλα μόρια όπως το rRNA και το tRNA δεν υφίστανται τη διαδικασία μετάφρασης. Το mRNA είναι ένα αντίγραφο της αλληλουχίας DNA, στην οποία το μόριο διατάσσει το γονίδιο με τη μορφή ανοιχτού πλαισίου ανάγνωσης. Όχι μόνο αυτό, το mRNA μεταφέρει επίσης δεδομένα αλληλουχίας αμινοξέων. Τα ριβοσώματα είναι το μέρος όπου λαμβάνει χώρα αυτή η διαδικασία μετάφρασης

Η διαδικασία μετάφρασης συνοψίζεται σε 3 συνεδρίες, και συγκεκριμένα:

1. Μύηση

Αυτό είναι το πρώτο βήμα στη διαδικασία μετάφρασης, στην οποία το mRNA, η υπομονάδα 30S και το φορμυλομεθειονυλ tRNA συνδυάζονται για να γίνουν το περιβάλλον έναρξης 30S. Αφού σχηματιστεί το σύμπλεγμα εκκίνησης 3oS, οι υπομονάδες 50S ενώνονται για να σχηματίσουν την υπομονάδα 70S.

2. Επιμήκυνση

Αυτή είναι η διαδικασία επιμήκυνσης των πολυπεπτιδίων τόσο σε προκαρυώτες όσο και σε ευκαρυώτες. Αυτή η διαδικασία χωρίζεται σε 3 στάδια και συγκεκριμένα:

• Σύνδεση αμινοακυλο-tRNA στην πλευρά Α του ριβοσώματος
• Δημιουργία πεπτιδικών δεσμών
• Μεταφέρετε το ριβόσωμα που είναι κλώνο κατά μήκος του mRNA στην επόμενη θέση κωδικονίου που υπάρχει στη θέση Α

3. Τερματισμός

Αυτή είναι η τελική διαδικασία μετάφρασης, όπου οι τρεις τύποι κωδικονίων τερματισμού, δηλαδή τα UAA, UGA και UAG που βρίσκονται στο mRNA φτάνουν στη θέση Α στο ριβόσωμα.

Δομή και σύνθεση ριβοσώματος

Τα ριβοσώματα είναι συστατικά στα κύτταρα που παράγουν πρωτεΐνες χρησιμοποιώντας όλους τους τύπους αμινοξέων. Το ίδιο το ριβόσωμα αποτελείται από 2 σημαντικές ενώσεις, και συγκεκριμένα:

Ριβονουκλεϊκό οξύ ή ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA)

Αυτό το οξύ προέρχεται από τον πυρήνα που είναι το μέρος όπου λαμβάνει χώρα η συνθετική διαδικασία του ριβοσώματος στο κύτταρο. Το ριβονουκλεϊκό οξύ είναι ένα από τα 3 κύρια μακρομόρια (DNA, πρωτεΐνη, RNA) που έχουν σημαντικό ρόλο για όλες τις μορφές ζωής. Το RNA έχει δομή παρόμοια με το DNA, καθώς αποτελείται από πολλά νουκλεοτίδια, καθένα από τα οποία έχει μια φωσφορική ομάδα, μια αζωτούχα ομάδα βάσης και μια ομάδα πεντόζης. Το ριβονουκλεϊκό οξύ λειτουργεί επίσης στη διαδικασία της πρωτεϊνικής σύνθεσης στα ευκαρυωτικά κύτταρα. Υπάρχουν 3 τύποι RNA σε αυτά τα ευκαρυωτικά κύτταρα, και συγκεκριμένα:

• RNA – αγγελιοφόρος ή αυτό που συνήθως ονομάζεται αγγελιοφόρος – RNA (mRNA). Είναι ένας τύπος RNA που συντίθεται με την RNA πολυμεράση Ι
• RNA – Ριβόσωμα ή γνωστό ως Ribosomal–RNA (rRNA). Είναι ένας τύπος RNA που συντίθεται με RNA πολυμεράση II
• RNA– Μεταφορά ή αυτό που είναι γνωστό ως μεταφορά–RNA (tRNA). Είναι ένας τύπος RNA που συντίθεται με RNA Πολυμεράση III

Το RNA έχει πολλές κύριες λειτουργίες, όπως:

1. Ως αποθήκευση δεδομένων ή γενετικό υλικό

Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για μια ομάδα ιών όπως οι βακτηριοφάγοι, όπου όταν ένας ιός αρχίσει να εισβάλλει στα ζωντανά κύτταρα, μπορεί να Το RNA που μεταφέρει στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου θύματος θα μεταφραστεί από το κύτταρο ξενιστή για να δημιουργήσει ιούς που είναι νέος. Τα αποτελέσματα της εξελιγμένης έρευνας που συνδέεται με το RNA ανέφεραν ότι νωρίς στην εξελικτική διαδικασία, το RNA ήταν το κοινό γενετικό υλικό πριν οι ζωντανοί οργανισμοί χρησιμοποιήσουν το DNA.

2. Ως ενδιάμεσος μεταξύ DNA και πρωτεΐνης στη διαδικασία γενετικής έκφρασης που ισχύει για όλους τους ζωντανούς οργανισμούς

Σε αυτήν την περίπτωση, το RNA είναι ένα προϊόν που λειτουργεί ως αντίγραφο του κώδικα για την αλληλουχία των βάσεων αζώτου στο DNA διαδικασία μεταγραφής, όπου ο κώδικας ακολουθίας είναι διατεταγμένος σε 3 ακολουθίες Ν βάσεων γνωστών ως κωδικόνιο. Κάθε κωδικόνιο έχει έναν δεσμό με ένα αμινοξύ.

Πρωτεΐνη ριβοσώματος ή ριβονουκλεϊκή πρωτεΐνη (RNP)

Η ριβοσωμική πρωτεΐνη είναι ένας τύπος πρωτεΐνης που συνεργάζεται με το rRNA (Ribosome-RNA) για να σχηματίσει ριβοσωματικές υπομονάδες που συμμετέχουν στην κυτταρική διαδικασία μετάφρασης. Είναι μια ένωση η οποία είναι ένα πολυμερές διαφόρων μονομερών που συνδέονται μεταξύ τους με πεπτιδικούς δεσμούς. Αυτό το μόριο περιέχει άνθρακα, υδρογόνο, άζωτο, οξυγόνο και μερικές φορές περιέχει επίσης θείο ή φώσφορο.

Η πρωτεΐνη έχει πολύ σημαντικό ρόλο για τα ζωντανά όντα ή τους ιούς, δηλαδή στη δομή και τη λειτουργία των κυττάρων τους. Η διαδικασία της φυσικής βιοσύνθεσης πρωτεϊνών είναι η ίδια με τη γενετική έκφραση. Ο γενετικός κώδικας που μεταφέρεται από το DNA μεταγράφεται σε RNA, το οποίο με τη σειρά του θα χρησιμεύσει ως πρότυπο για τη μετάφραση που πραγματοποιείται από τα ριβοσώματα.

Σε αυτό το στάδιο, η πρωτεΐνη είναι ακόμα σε ακατέργαστη κατάσταση, όπου αποτελείται μόνο από πρωτεϊνογενή αμινοξέα. Προκειμένου να παραχθούν πρωτεΐνες που είναι βιολογικά ικανές να παίξουν πλήρη ρόλο, χρειάζεται ένας μετα-μεταφραστικός μηχανισμός.

Η δομή της πρωτεΐνης χωρίζεται σε 4 επίπεδα, και συγκεκριμένα:

• Πρωτογενής δομή (επίπεδο ένα), Αυτή είναι η αλληλουχία αμινοξέων που συνθέτουν την πρωτεΐνη μέσω πεπτιδικών δεσμών.
• Δευτερεύουσα δομή (επίπεδο 2), αυτή είναι η τοπική δομή 3 μεγεθών της αλληλουχίας αμινοξέων πρωτεΐνης που υφίσταται μια διαδικασία σταθεροποίησης μέσω οξέος υδρογόνου. Υπάρχουν διάφορες μορφές της δευτερεύουσας δομής, και συγκεκριμένα: άλφα έλικα (α έλικα), βήτα-φύλλο (β-φύλλο), βήτα-στροφή (β-στροφή) και γάμμα-στροφή (υ-στροφή).
• Τριτογενής δομή (επίπεδο 3), η οποία είναι ένας συνδυασμός διαφόρων δευτερογενών δομών. Αυτές οι δομές έχουν γενικά τη μορφή συστάδων, όπου τα μόρια είναι σε θέση να αλληλεπιδρούν φυσικά χωρίς ομοιοπολικός δεσμός για το σχηματισμό κανονικών ολιγομερών (όπως διμερή, τριμερή, τετραμερή) και σχηματισμό δομών τετραδικός.
• Τεταρτοταγείς δομές (επίπεδο 4), για παράδειγμα ινσουλίνη και ένζυμα rubisco.

Υπάρχουν επίσης λειτουργίες των πρωτεϊνών, όπως:

• Ως πηγή ενέργειας
• Σύνθεση ορμονών, ενζύμων και αντισωμάτων
• Ελέγχει την ισορροπία της περιεκτικότητας οξέος-βάσης στα κύτταρα
• Σχηματίζει και επισκευάζει ιστούς και κύτταρα
• ως αχυρώνα ή απόθεμα τροφίμων

---

Διαίρεση ριβοσωμάτων

Το ριβόσωμα χωρίζεται σε 2 μεγάλα μέρη τα οποία ονομάζονται υπομονάδες, όπου κάθε υπομονάδα αντιπροσωπεύεται από μονάδες S (Svedberg). Η μονάδα εμφανίζει την ταχύτητα καθίζησης όταν η υπομονάδα φυγοκεντρείται, όπου το όνομα της μονάδας έχει ληφθεί από το όνομα του εφευρέτη. Κάθε υπομονάδα ριβοσώματος περιέχει RNA και πρωτεΐνη. Οι τύποι των δύο υπομονάδων φαίνεται ότι προέρχονται από το επίπεδο καθίζησης σε ορισμένα μέσα. Υπάρχουν επίσης δύο ριβοσωμικές υπομονάδες, και συγκεκριμένα:

• 1. Μικρή υπομονάδα – Η μικρή ριβοσωμική υπομονάδα αποτελείται από 1 ριβόσωμα – RNA (rRNA) και περίπου 21 πρωτεΐνες σε βακτηριακά προκαρυωτικά και περίπου 30 πρωτεΐνες σε ευκαρυώτες θηλαστικών.
• 2. Μεγάλη υπομονάδα – Στα προκαρυωτικά, η μεγάλη ριβοσωμική υπομονάδα περιέχει 2 rRNA (ένα μεγάλο και ένα μικρό) και περίπου 31 πρωτεΐνες. Στους ευκαρυώτες, από την άλλη, η μεγάλη ριβοσωμική υπομονάδα περιέχει 3 rRNA (ένα μεγάλο και 2 μικρά) και περίπου 49 πρωτεΐνες.

Στα ευκαρυωτικά κύτταρα, οι δύο ριβοσωμικές υπομονάδες θα υποβληθούν σε μια διαδικασία σύνθεσης στον πυρήνα που στη συνέχεια θα εξαχθεί στο κυτταρόπλασμα πριν χρησιμοποιηθούν.

Η δομή του ριβοσώματος έχει τις ακόλουθες ιδιότητες:

• Έχει γενικό σχήμα, στο οποίο στη διαμήκη τομή είναι έλλειψη
• Όταν δοκιμάστηκε η μέθοδος αρνητικού χρωματισμού, φαίνεται ότι υπάρχει μία εγκάρσια αυλάκωση, κάθετη στον άξονα και χωρισμένη σε 2 υπομονάδες, καθεμία από τις οποίες έχει διαφορετικό μέγεθος.
• Κάθε υπομονάδα σηματοδοτείται από την παρουσία ενός συντελεστή καθίζησης που εκφράζεται στη διάσταση S (Svedberg). Στα προκαρυωτικά κύτταρα ο συντελεστής καθίζησης είναι 70S (50S για μεγάλες υπομονάδες και 30S για μικρές υπομονάδες). Από την άλλη πλευρά, στα ευκαρυωτικά κύτταρα, ο συντελεστής καθίζησης είναι 80S (60S για τη μεγάλη υπομονάδα και 40S για τη μικρή ηλιομονάδα).
• Τα ριβοσώματα έρχονται σε διάφορα μεγέθη και σχήματα. Στα προκαρυωτικά κύτταρα, τα ριβοσώματα μπορεί να έχουν μήκος έως 29 νανόμετρα και μεγάλα 21 νανόμετρα. Αντίθετα, στα ευκαρυωτικά κύτταρα, τα ριβοσώματα μπορούν να φτάσουν τα 32 νανόμετρα σε μήκος και 22 νανόμετρα σε μέγεθος.
• Στα προκαρυωτικά κύτταρα, η μικρή υπομονάδα είναι επιμήκης, έχει καμπύλο σχήμα με 2 συμμετρίες, έχει 3 ψηφία και μοιάζει με καναπέ. Από την άλλη πλευρά, στα ευκαρυωτικά κύτταρα, η υπομονάδα έχει το ίδιο μέγεθος με το ριβόσωμα Ε. Colli.

Έτσι η κριτική από Σχετικά με τη γνώση.co.id σχετικά με Ριβοσώματα,Ελπίζω να είναι χρήσιμο.