ARN ribozomal. Sinteza proteinelor pe ribozomii celulari
Al treilea tip de ARN este ARN ribozomal, din care aproximativ 60% constă din ribozomi. Partea rămasă a ribozomului este de aproximativ 75 de proteine structurale și enzime necesare pentru sinteza proteinelor.
Ribozomii sunt organele citoplasmatice pe care apare sinteza proteinelor. Ribozomi poate funcționa numai în combinație cu alte două tipuri de ARN - ARN de transport, livrarea aminoacidul la molecula de proteină în construcție, iar ARN-ul mesager servește ca sursă de informații necesare pentru asamblarea unei secvențe de aminoacizi dată.
Astfel, ribozomul poate fi comparat cu un atelier pentru producerea de molecule de proteine.
Formarea de ribozomi în nucleoli. Genele responsabile pentru sinteza ARN-ului ribozomal, aranjate în cinci perechi de cromozomi și sunt prezentate sub forma unei multitudini de copii care pot sintetiza simultan un număr mare de ARN ribozomal necesare pentru implementarea funcțiilor celulare.
Ribozomii formați se acumulează în structurile nucleelor specializate în nucleoli asociate cu cromozomii. Dacă celula sintetizează o mulțime de proteine, se formează o mare cantitate de ARN ribozomal, astfel încât nucleele din această celulă sunt mari. Dimpotrivă, în celulele care sintetizează o mică cantitate de proteine, nucleile nu sunt nici măcar vizibile. ARN-ul ribozomal din nucleol se leagă de proteinele ribozomale cu formarea de particule globulare, care sunt subunități individuale ale ribozomului. Aceste subunități sunt separate de nucleol, părăsesc nucleul prin porii membranei nucleare și sunt distribuite aproape în întreaga citoplasmă. Odată ce se află în citoplasmă, subunitățile sunt asamblate într-un ribozom de funcționare matur. Nu există ribozomi maturi în nucleu, astfel încât sinteza proteinelor se realizează numai în citoplasma celulei.
Sinteza proteinelor pe ribozomii celulari
Fiind atașat de ribozom. ARN-ul matricei se deplasează de-a lungul acestuia, începând de la sfârșitul pe care se află codonul de inițiere. Pe măsură ce ARN-ul matricei se deplasează de-a lungul ribozomului, se formează treptat o moleculă de proteine. Acest proces a fost numit difuzare. Ribosomul citește codonii ARN-ului matriceal în aproximativ același mod ca și capul magnetic de reproducere "citește" înregistrarea pe pista de bandă care se deplasează de-a lungul ei. După ce codonul de terminare este îndepărtat din ribozom, sinteza moleculei de proteine încetează și se pare că se află liber în citoplasmă.
Poliribozomilor. Un ARN de matrice poate efectua sinteza moleculelor de proteine simultan pe mai multe ribozomi, deoarece un ribozom după celălalt poate fi atașat unul câte unul la codonul inițial. În același timp, pe fiecare ribozom vor exista molecule ale aceleiași proteine în diferite stadii de sinteză. Pe un lanț, ARN-ul matricei poate fi de la 3 la 10 ribozomi, astfel de grupări ribozomi se numesc polribozomi.
Este important de subliniat faptul că ARN-ul matricei poate efectua sinteza proteinelor pe orice ribozom. Cu alte cuvinte, ribozomii nu sunt specifici unei anumite proteine. Din punct de vedere figurativ, ribozomii sunt întreprinderi industriale, pe care se efectuează reacții chimice.
Ribozomii în număr mare asociate cu membrana reticulului endoplasmic. Acest lucru se datorează faptului că segmentele inițiale ale moleculelor de proteine sintetizate poartă secvențe de aminoacizi se leagă rapid la receptori specifici de pe membrana reticulului, permițând moleculelor de proteine trec prin membrana reticulului endoplasmatic și sunt în lumenul acestuia. reticulum Land, care este sinteza proteinelor și transportul moleculelor prin membrană, au o suprafață granulată.
Trebuie subliniat faptul că translația unui lanț al ARN matricei este efectuată imediat pe mai multe ribozomi și proteina care rezultă intră în reticulul endoplasmatic, trecând prin membrana sa.
De asemenea, trebuie remarcat faptul că majoritatea proteinelor sintetizate pe ribozomi (enzime intracelulare și proteine structurale) cad direct în citosol și nu în lumenul reticulului (cu excepția celulelor glandulare, în care proteina se acumulează în cantități mari de granule secretorii).
Etapele sintezei proteinelor includ trei etape. (1) activarea aminoacizilor prin interacțiune cu ATP și formarea unui complex cu monofosfat de adenozină; pentru fiecare astfel de reacție se consumă energia a două legături fosfat macroergice; (2) legarea aminoacizilor activi având un exces de energie la ARN-urile de transport specifice și formarea unui complex de mARN-aminoacid cu eliberarea simultană de monofosfat de adenozină; (3) atașarea ARN de transport anticodon care transportă aminoacidul la codonul ARN-ului matricei pe ribozom, alinierea secvenței specifice de aminoacizi care formează molecula de proteină.
Sub acțiunea transferaza enzimei peptidil (una dintre proteinele ribozomale) între aminoacizii adiacenți formează legături peptidice prin care secvența de aminoacizi este prelungită treptat. Aceste reacții necesită energie suplimentară, eliberată la ruperea cele două legături de fosfat de mare energie astfel încât să atașarea fiecărui aminoacid la catena peptidică în creștere în totalul patru utilizate legăturile fosfat. Astfel, sinteza proteinelor este unul dintre procesele intracelulare cele mai consumatoare de energie.
Esența acestei reacții este eliminarea ionului hidroxilic (OH
) de la capătul COOH al primului aminoacid și de la ionul de hidrogen (H +) de la capătul NH2 al celuilalt aminoacid. Hidroxilii și ionii de hidrogen împărți reacționează cu formarea apei și situsurile chimic active ale aminoacizilor învecinați se leagă una de alta, devenind o singură moleculă. Acest tip de compus de aminoacizi se numește o legătură peptidică. Prin atașarea fiecărui nou aminoacid la lanțul polipeptidic în creștere, se adaugă o legătură peptidică.
Mii de enzime. a căror sinteză se desfășoară în acest fel, participă practic la toate celelalte reacții apărute în celulă. Enzimele mediază sinteza lipidelor, glicogenului, purinelor, pirimidinelor și sute de alte substanțe. Datorită acestor substanțe, celula este capabilă să îndeplinească multe din funcțiile sale.
Trimiteți-le prietenilor: