Ribosomi: definicija, vrste, funkcije, oblike in strukture

Ribosomi: definicija, vrste, funkcije, oblike in strukture – Ste že slišali za izraz ribosom? Ob tej priložnosti bomo razpravljali o tem, kaj pomenijo ribosomi? Oglejmo si celotno razlago spodaj, da jo bomo bolje razumeli.

Ribosomi: definicija, vrste, funkcije, oblike in strukture

---

Ribosom je delec, molekula ali organel, sestavljen iz beljakovin in ribonukleinske kisline (RNA), ki sodelujeta pri sintezi beljakovin. Z drugimi besedami, ribosom je mesto za sintezo beljakovin. Ribosomi imajo majhne dimenzije, kjer ima ta trdna organela premer le 20 nanometrov. Ribosomi so sferične strukture, ki jih najdemo v citoplazmi prokariontskih celic in tudi evkariontskih celic. Nekatere vrste ribosomov se pojavljajo neodvisno v citosolu, nekatere druge vrste pa se pritrdijo na agresivni endoplazmatski retikulum (ER) ali kar je znano tudi kot jedrska membrana.

Izraz ribosom izhaja iz grščine, in sicer iz besede soma, kar pomeni telo, in ribonukleinska kislina ali ribonukleinska kislina. Znanstvenik, ki je prvi izvedel raziskavo ribosomov, je bil romunski znanstvenik George Emil Palade. To raziskavo je izvedel v petdesetih letih prejšnjega stoletja z uporabo elektronskega mikroskopa. Zaradi raziskav, ki jih je opravil, je do leta 1974 George Emil Palade prejel Nobelovo nagrado za psihologijo in zdravje. Vendar je bil znanstvenik, ki je prvi uporabil ime ribosom za to trdno molekulo, Richard B. Roberts leta 1958.

---

Značilnosti ribosomov

Majhna zrnca s premerom približno 20 do 22 nanometrov.
Najdemo ga v vseh živih celicah.
Najmanjši organel v celici.
Sestavljen je iz 65 % ribosomske RNA (rRNA) in 35 % ribosomskega proteina.
Najdemo ga lahko v grobem ER in raztresemo v citoplazmi.
Proizvajajo beljakovine.

---

Vrste ribosomov

• Prosti ribosomi so celične strukture, ki so široko porazdeljene v citoplazmi
• Vezani ribosomi so ena od ribosomskih struktur, ki so običajno pritrjene na del ER (endoplazemski retikulum) ali se pogosto imenujejo tudi RER (grob endoplazmatski retikulum).

---

Oblika in velikost ribosoma

Prokarioti

Prokariontski ribosomi so veliki 70S in vsebujejo 6 % RNA in 40 % beljakovin. Ti celični organeli se prosto nahajajo v citoplazmi, kjer je velikost podenot 50S in 30S. Ima dolžino 29 x 21 nm in maso 2.520.000 Daltonov.

evkarionti

Medtem ko je v evkariontskih ribosomih velikost 80S s 40% vsebnostjo RNA in 60% vsebnostjo beljakovin.

Ima prosto mesto v citoplazmi in je vezan na endoplazmatski retikulum. V dolžino meri približno 32 x 22 nm in ima maso približno 4.220.000 Daltonov.

Funkcija ribosoma

Kot že vemo, so ribosomi majhni delci, ki so neprepustni za elektrone. Sestavljen je iz 4 vrst ribosomske RNA (rRNA) in 80 različnih vrst beljakovin. Ribosomi imajo različne funkcije, vključno z:

Sinteza beljakovin

Ribosom je primer organela, ki nima membrane, kjer ima zelo pomembno vlogo zelo pomemben v procesu sinteze beljakovin je proces, ki prevaja messege-RNA (mRNA) v beljakovine.

Ribosomi imajo prost položaj pri izvajanju procesa sinteze proteinskih encimov, ki delujejo kot katalizatorji v citosolni tekočini. Pri izvajanju teh funkcij ribosomom pomagajo 3 glavne komponente, in sicer:

• mRNA, ki je matrica za proteine. Ta molekula je kopija gena v DNK, ki se nato pošlje v citoplazmo, da se s pomočjo ribosomov prevede v beljakovino. mRNA je sestavljena iz niza kodonov, katerih naloga je narekovati ribosomsko zaporedje aminokislin, potrebnih v procesu sinteze beljakovin.
• Aminokislina
• tRNA, ki je poseben nosilec aminokislin. Ta molekula ima tripletni antikodon, ki je komplementaren kodonu, ki se nahaja na mRNA. In s to komplementacijo bo zaporedje kodona mRNA narekovalo zaporedje aminokislin.

To verigo procesov sinteze beljakovin imenujemo osrednja dogma. Protein, proizveden v tem procesu sinteze, bo kasneje uporabila citoplazma.

Transkripcija

Ena od verig DNK bo obdelala transkripcijo za ustvarjanje RNK. Odsek DNK, ki se prepiše v RNK, imenujemo transkripcijska enota. Pravzaprav je transkripcija del genetske ekspresije. Izvirna interpretacija transkripcije je pravzaprav kopija ali transliteracija. Pod transkripcijo je torej mišljen proces kopiranja odčitkov DNK v RNK. V tem procesu se spremeni le dušikova baza timin v DNK, ki je v RNK nadomeščena z uracilom. Transkripcija je sestavljena iz 3 stopenj procesa, in sicer:

• Iniciacija (začetek) verige RNA
• Raztezek (elongacija) verige RNA
• Terminacija (terminacija) verige RNA

Transkripcijski proces poteka v celičnem jedru ali v mitohondrijskem matriksu in plastidih, kjer lahko ta proces sproži vsak dražljaj ali pa ga sploh ni. Stimulacija, ki se pojavi, bo aktivirala osrednji prometer, ki ga sestavljajo polje TATA, polje CCAAT in polje GC. Ta proces prepisovanja ustvari surovo RNA, imenovano primarna mRNA, v kateri so fragmenti snopa za beljakovine, ki pomagajo in nadzorujejo proces sinteze beljakovin. Naslednja datoteka RNA je posttranskripcijska.

prevod

To je proces prevajanja nukleotidnega zaporedja v molekuli mRNA v zaporedje aminokislin, ki tvorijo protein ali polipeptid. To je eden od glavnih procesov, ki lahko poveže gene z beljakovinami, ne le s prepisovanjem. Ta proces poteka samo v molekulah mRNA, medtem ko druge molekule, kot sta rRNA in tRNA, niso podvržene procesu prevajanja. mRNK je kopija zaporedja DNK, v kateri molekula razporedi gen v obliki odprtega bralnega okvirja. Ne le to, mRNA prenaša tudi podatke o zaporedju aminokislin. Ribosomi so kraj, kjer poteka ta proces prevajanja

Postopek prevajanja je povzet v 3 sejah, in sicer:

1. Iniciacija

To je prvi korak v procesu prevajanja, v katerem se mRNA, podenota 30S in formilmetionil tRNA združijo, da postanejo iniciacijsko okolje 30S. Po oblikovanju iniciacijskega kompleksa 3oS se podenoti 50S združita in tvorita podenoto 70S.

2. Raztezek

To je proces raztezanja polipeptidov tako pri prokariontih kot pri evkariontih. Ta postopek je razdeljen na 3 stopnje, in sicer:

• Vezava aminoacil-tRNA na stran A ribosoma
• Ustvarjanje peptidnih povezav
• Premestite ribosom, vezan vzdolž mRNA, na naslednji položaj kodona, ki je prisoten na mestu A

3. Odpoved

To je končni proces prevajanja, kjer tri vrste terminacijskih kodonov, in sicer UAA, UGA in UAG, ki jih najdemo v mRNA, dosežejo položaj A na ribosomu.

Struktura in sestava ribosoma

Ribosomi so komponente v celicah, ki proizvajajo beljakovine z uporabo vseh vrst aminokislin. Sam ribosom je sestavljen iz dveh pomembnih spojin, in sicer:

Ribonukleinska kislina ali ribonukleinska kislina (RNA)

Ta kislina prihaja iz nukleolusa, ki je kraj, kjer poteka sintetični proces ribosomov v celici. Ribonukleinska kislina je ena izmed 3 glavnih makromolekul (DNA, protein, RNA), ki imajo pomembno vlogo za vse oblike življenja. RNA ima podobno strukturo kot DNA, saj je sestavljena iz več nukleotidov, od katerih ima vsak fosfatno skupino, skupino dušikove baze in skupino pentoze. Ribonukleinska kislina deluje tudi v procesu sinteze beljakovin v evkariontskih celicah. V teh evkariontskih celicah obstajajo 3 vrste RNA, in sicer:

• RNA–messenger ali kar se običajno imenuje messenger–RNA (mRNA). Je vrsta RNA, ki se sintetizira z RNA polimerazo I
• RNA–ribosom ali znan kot ribosomska–RNA (rRNA). Je vrsta RNA, sintetizirana z RNA polimerazo II
• RNA–Transfer ali tisto, kar je znano kot transfer–RNA (tRNA). Je vrsta RNA, sintetizirana z RNA polimerazo III

RNA ima več glavnih funkcij, vključno z:

1. Kot shranjevanje podatkov ali genskega materiala

To še posebej velja za skupino virusov, kot so bakteriofagi, kjer virus do trenutka, ko začne vdirati v žive celice, lahko RNA, ki jo prenaša v citoplazmo celice žrtve, bo gostiteljska celica prevedla in ustvarila viruse, ki so novo. Rezultati sofisticiranih raziskav, povezanih z RNA, so poročali, da je bila zgodaj v evolucijskem procesu RNA običajen genetski material, preden so živi organizmi uporabili DNK.

2. Kot posrednik med DNK in beljakovinami v procesu genetskega izražanja, ki velja za vse žive organizme

V tem primeru je RNK produkt, ki deluje kot kopija kode za zaporedje dušikovih baz v DNK proces transkripcije, kjer je zaporedna koda urejena v 3 zaporedja N baz, znanih kot kodon. Vsak kodon ima vez z eno aminokislino.

Ribosomski protein ali ribonukleinski protein (RNP)

Ribosomski protein je vrsta proteina, ki deluje skupaj z rRNA (ribosomska RNA) in tvori ribosomske podenote, ki sodelujejo v celičnem procesu prevajanja. Je spojina, ki je polimer različnih monomerov, ki so med seboj povezani s peptidnimi vezmi. Ta molekula vsebuje ogljik, vodik, dušik, kisik, včasih pa tudi žveplo ali fosfor.

Beljakovine imajo za živa bitja oziroma viruse zelo pomembno vlogo, in sicer pri zgradbi in delovanju njihovih celic. Proces naravne biosinteze beljakovin je enak genetskemu izražanju. Genetska koda, ki jo nosi DNK, se prepiše v RNK, ki bo nato služila kot predloga za prevod, ki ga izvajajo ribosomi.

Na tej stopnji je beljakovina še vedno v surovem stanju, kjer je sestavljena le iz proteinogenih aminokislin. Da bi proizvedli beljakovine, ki biološko lahko igrajo polno vlogo, je potreben posttranslacijski mehanizem.

Struktura beljakovin je razdeljena na 4 ravni, in sicer:

• Primarna struktura (prva stopnja), To je zaporedje aminokislin, ki sestavljajo beljakovino preko peptidnih povezav.
• Sekundarna struktura (nivo 2), to je lokalna struktura 3 velikosti proteinske aminokislinske sekvence, ki je podvržena procesu stabilizacije preko vodikove kisline. Obstaja več oblik sekundarne strukture, in sicer: alfa vijačnica (α helix), beta-list (β-list), beta-turn (β-turn) in gama-turn (y-turn).
• Terciarna struktura (raven 3), ki je kombinacija različnih sekundarnih struktur. Te strukture so običajno v obliki aglomeratov, pri čemer lahko molekule medsebojno delujejo fizično brez kovalentne vezi za tvorbo normalnih oligomerov (kot so dimeri, trimeri, kvatonari) in tvorijo strukture kvaternik.
• Kvartarne strukture (raven 4), na primer insulin in encimi rubisco.

Obstajajo tudi funkcije beljakovin, vključno z:

• Kot vir energije
• Sinteza hormonov, encimov in protiteles
• Uravnava kislinsko-bazično ravnovesje v celicah
• Oblikuje in obnavlja tkiva in celice
• kot hlev ali rezerva hrane

---

Delitev ribosomov

Ribosom je razdeljen na 2 velika dela, ki ju imenujemo podenote, kjer je vsaka podenota predstavljena z enotami S (Svedberg). Enota prikazuje hitrost usedanja pri centrifugiranju podenote, pri čemer je ime enote vzeto iz imena izumitelja. Vsaka podenota ribosoma vsebuje RNA in beljakovine. Videti je, da vrste obeh podenot izvirajo iz ravni sedimentacije v določenih medijih. Obstajata tudi dve ribosomski podenoti, in sicer:

• 1. Mala podenota – Mala ribosomska podenota je sestavljena iz 1 ribosoma – RNA (rRNA) in približno 21 proteinov pri bakterijskih prokariontih ter približno 30 proteinov pri sesalskih evkariontih.
• 2. Velika podenota– Pri prokariontih velika ribosomska podenota vsebuje 2 rRNA (eno veliko in eno majhno) in približno 31 proteinov. Po drugi strani pa pri evkariontih velika ribosomska podenota vsebuje 3 rRNA (eno veliko in 2 majhni) in približno 49 proteinov.

V evkariontskih celicah bosta dve ribosomski podenoti podvrženi procesu sinteze v nukleolu, ki bo nato pred uporabo izvožen v citoplazmo.

Struktura ribosoma ima naslednje lastnosti:

• Ima splošno obliko, v kateri je v vzdolžnem prerezu elipsa
• Ko smo preizkusili metodo negativnega barvanja, se je izkazalo, da obstaja en prečni utor, pravokoten na os in razdeljen na 2 podenoti, od katerih ima vsaka drugačno velikost.
• Vsako podenoto signalizira prisotnost sedimentacijskega koeficienta, izraženega v dimenziji S (Svedberg). V prokariontskih celicah je sedimentacijski koeficient 70S (50S za velike podenote in 30S za majhne podenote). Po drugi strani pa je v evkariontskih celicah koeficient sedimentacije 80S (60S za veliko podenoto in 40S za malo sončno enoto).
• Ribosomi so različnih velikosti in oblik. V prokariontskih celicah so lahko ribosomi dolgi do 29 nanometrov in veliki 21 nanometrov. Nasprotno pa lahko v evkariontskih celicah ribosomi dosežejo 32 nanometrov dolžine in 22 nanometrov velikosti.
• V prokariontskih celicah je majhna podenota podolgovata, ima ukrivljeno obliko z 2 simetrijama, ima 3 števke in je podobna kavču. Po drugi strani pa je v evkariontskih celicah podenota enake velikosti kot ribosom E. Colli.

Tako pregled iz O znanju.co.id približno Ribosomi,Upam, da je koristno.