Ribosome Definition
en ribosome är en komplex cellulär mekanism som används för att översätta genetisk kod till kedjor av aminosyror. Långa kedjor av aminosyror viks och fungerar som proteiner i celler.
funktionen hos en ribosom
funktionen hos en ribosom i vilken cell som helst är att producera proteiner. Proteiner används i nästan alla cellulära funktioner; som katalysatorer de påskynda reaktionstiden, som fibrer de ger stöd, och många proteiner fungerar i specifika uppgifter, som upphandlande muskelceller., Alla proteiner börjar som deoxiribonukleinsyra eller DNA. Ett speciellt protein, RNA polymeras, är ett enzym som känner igen sekvenser i DNA, binder till dem med hjälp av andra proteiner, och skapar en ny informationsmolekyl som kan resa från kärnan till cytosolen av cellen. Strängen av ribonukleinsyra (RNA) som produceras av RNA-polymeras bearbetas på väg ut ur kärnan, och områden av RNA som inte kodar för proteiner avlägsnas. Molekylen är nu känd som en budbärare RNA eller mRNA.,
varje mRNA är gjord av 4 olika nukleinbaser, kända som nukleinsyror. Basparen är ”lästa” i serie av treor, som utgör kodon. Varje kodon specificerar en specifik aminosyra. Allt liv på jorden använder samma 20 aminosyror, och de kodon som används för att kalla för dessa aminosyror är nästan universella. Den kodon som startar alla proteiner är ”AUG”. Detta står för sekvensen av nukleinbaser: adenin, uracil och guanin., En speciell RNA-molekyl som kan binda till aminosyror, känd som ett överförings-RNA eller tRNA, känner igen denna sekvens och binder till den. Denna speciella tRNA bär en metionin aminosyra. Beroende på proteinet som byggs kan nästa aminosyra vara någon av de tjugo.
det är här ribosomen kommer in. Erkänner strukturen hos mRNA bunden till en tRNA, de två subenheter av ribosomen (diskuteras nedan) kan kombineras för att börja syntetisera protein från mRNA strand. Ribosomen fungerar som en stor katalysator och bildar peptidbindningar mellan aminosyror., Den använda tRNA släpps tillbaka in i cytosolen så att den kan binda till en annan aminosyra. Så småningom kommer mRNA att presentera en kodon till ribosomen som betyder ”stopp”. Speciella proteiner kommer att lossa strängen av aminosyror från den sista tRNA, och proteinet kommer att släppas. Denna process för att syntetisera nytt protein visas i bilden nedan:
olika proteiner kräver olika modifieringar och transport till olika delar av cellen innan de kan fungera., En ribosom fäst vid endoplasmatisk retikulum, till exempel, kommer att deponera det nybildade proteinet inuti, där det kan modifieras ytterligare och vikas ordentligt. Andra proteiner bildas direkt i cytosolen där de kan börja fungera som katalysatorer för olika reaktioner. Ribosomer skapar alla dessa proteiner som celler behöver, vilket är mycket. Per cell väger, proteiner står för cirka 20 procent. En genomsnittlig cell kan ha 10 000 olika proteiner, med i genomsnitt en miljon kopior av vardera., Det är mycket protein som måste syntetiseras, varför ribosomen har utvecklats till att vara en effektiv och snabb maskin. I genomsnitt kan ribosomer tillsätta 3-5 aminosyror per sekund till en proteinkedja. Med tanke på att det största kända proteinet, titin, är cirka 30 000 aminosyror, tar det bara en ribosom 2-3 timmar att syntetisera. Korta proteiner, av endast några hundra aminosyror, kan syntetiseras på några minuter.
När ribosomerna har gjorts kan de inte stängas av., Så snart en tRNA har bundit sig till en mRNA, bifogar de med hjälp av olika andra proteiner, och processen med proteinsyntes initieras. Virus har utnyttjat detta faktum. Ett virus är en liten del av DNA eller RNA som replikerar genom kapning av en Cells normala maskiner, inklusive ribosomer. Ribosomerna i en cell används av viruset för att skapa proteiner som behövs för att replikera dess genom och inkapsla sig så att den kan lämna cellen. När ett virus injicerar sitt Genom i en cell behandlas molekylen på samma sätt som om cellen hade skapat den., Om viruset är DNA-baserat, gör DNA sin väg in i kärnan, där cellens proteiner översätter det till RNA, vilket översätts av ribosomer till proteiner. Om viruset är RNA-baserat förblir det virala RNA i cytoplasman, där det kan interagera med ribosomer direkt och skapa nya proteiner. Hursomhelst, viruset kommer att kunna skapa alla proteiner som krävs för att replikera dess genom och paketera kopiorna i nya proteinkapslar, kunna resa till en ny värdcell och sprida sjukdomen.,
struktur av en ribosom
ribosomer har en otroligt liknande struktur under alla former av liv. Forskare tillskriver detta till ribosomen är ett mycket effektivt och effektivt sätt att syntetisera proteiner. Således, tidigt i utvecklingen av de olika formerna av livet, antogs ribosomen universellt som metoden för att översätta RNA till proteiner. Ribosomer förändras därför väldigt lite mellan olika organismer. Ribosomer består av en stor och liten subenhet, som samlas kring en mRNA-molekyl när översättning sker., Varje subenhet är en kombination av proteiner och RNA, som kallas ribosomal RNA (rRNA). Denna rRNA finns i olika strängar av olika längd, och är omgiven av de många proteiner som skapar en ribosom. RRNA verkar både för att säkra mRNA och tRNA i ribosomen och som en katalysator för att påskynda bildandet av peptidbindningar mellan aminosyror.
den lilla underenheten, som ses i bilden ovan, hjälper till att hålla mRNA på plats eftersom ribosomen översätter den till protein., Den större subenheten har olika platser som är involverade i olika delar av proteinsyntesprocessen. När tRNA först binder till mRNA kan P-platsen binda till dessa molekyler. P-platsen är uppkallad efter polymerisationen, eller konstruktion av polymerer, som uppstår där. Konformationsförändringar uppstår i proteinerna i ribosomen som får det att ändra former under de olika stegen av proteinsyntes., När aminosyror tillsätts till kedjan flyttar tRNAs från A-platsen (där nya aminosyror med tRNAs går in) till P-platsen och så småningom till e-platsen (inte avbildad), där de lämnar ribosomen utan deras aminosyra. RRNA som är associerad med ribosomen hjälper till att fästa vid tRNAs när de rör sig genom ribosomen och har visat sig hjälpa till att katalysera bildandet av peptidbindningar. Detta RNA är känt som ett ribozym eller RNA-katalysator.
en anmärkningsvärd skillnad mellan prokaryota och eukaryota ribosomer är storlek., Ribosomer mäts i Svedberg enheter, som är ett mått på hur lång tid det tar en molekyl att sediment ur lösningen i en centrifug. Ju större antal desto större är molekylen. Prokaryota ribosomer är typiskt 70S, eller Svedberg enheter. En eukaryotisk ribosom är vanligtvis 80S. eukaryota ribosomer är större eftersom de innehåller mer proteiner och mer RNA. Prokaryota ribosomer innehåller 3 RNA-molekyler, medan eukaryota ribosomer innehåller 4 RNA-molekyler. Skillnaderna är subtila, eftersom ribosomerna i varje fungerar på ungefär samma sätt.,
- Ribozyme – RNA som fungerar som en biologisk katalysator, som i en ribosom hjälper till att bilda peptidbindningar.
- ribosomala RNA – RNA-molekyler associerade med ribosomer, av vilka några är ribozymer och katalysera reaktioner.
- ribonukleinsyra – annars känd som RNA, existerar denna molekyl vanligtvis som en enkelsträngad bärare av genetisk information.
- deoxiribonukleinsyra-DNA, eller den dubbelsträngade och mycket stabila molekylen som innehåller den genetiska informationen om det mesta livet på jorden i form av variabla sekvenser av 4 olika baspar.,
frågesport
1. En forskare som studerar virus försöker hitta ett sätt att stoppa dem från att reproducera. Forskaren finner ett sätt att stoppa ribosomer från att bildas, vilket han bestämmer också stoppar virus från att reproducera. Varför kommer den här metoden inte att fungera?
A. viruset kan fortfarande reproducera sitt genom.
B. värdcellen behöver också ribosomerna.
C. viruset kommer inte att kunna komma in i värdcellen.
2. Ribosomer och DNA producerar miljontals olika proteiner., Hur kommer miljontals olika proteiner från endast 4 olika nukleobaser som används för att göra DNA?
A. ribosomer översätter 4-BASSPRÅKET av DNA till 20-basspråket av proteiner, vilket möjliggör många fler kombinationer.
B. De 4 olika nukleobaserna av DNA kan rekombineras oändligt för att producera nya proteiner.
C. ribosomer kan ändra proteiner med kolhydrater för att göra dem unika.
3. En galen vetenskapsman vill skapa en glödande kanin som han kan ha som sin följeslagare. Han tar bort generna som orsakar glödande från en fosforescerande bakterier och sätter dem in i embryot hos en vit kanin. Till sin besvikelse lyser kaninen inte. Varför fungerade inte experimentet?
A. Han använde bakteriellt DNA, vilket skapar bakterieproteiner som inte fungerar i DNA.
B. ribosomerna kunde inte identifiera mRNA som produceras av genen.
C. genen transkriberades aldrig till mRNA.