Részvény:
Riboszomális RNS, hogyan szintetizálódik, típusok és szerkezet, funkciók
az Riboszómális RNSvagy a riboszómák, a sejtbiológiában a riboszómák legfontosabb szerkezeti összetevője. Ezért nélkülözhetetlen szerepet játszanak a fehérjék szintézisében, és a legjelentősebb a többi fő RNS típushoz képest: messenger és transzfer..
A fehérjék szintézise kulcsfontosságú esemény minden élő szervezetben. Korábban úgy vélték, hogy a riboszómális RNS nem vett részt aktívan ebben a jelenségben, és csak strukturális szerepet játszott. Manapság bizonyíték van arra, hogy az RNS katalitikus funkciókkal rendelkezik, és a fehérjeszintézis igazi katalizátora.
Az eukariótákban az ilyen típusú RNS-t kiváltó gének a mag nukleáris nevű régiójában vannak kialakítva. Az RNS típusait rendszerint az üledékben való viselkedésüktől függően osztályozzák, ezért a "Svedberg egységek" S betűjével együtt..
index
- 1 Típus
- 1.1 Svedberg-egységek
- 1.2 Prokarióták
- 1.3 Eukarióták
- 2 Hogyan szintetizálódik?
- 2.1 A gének helyzete
- 2.2 A transzkripció kezdete
- 2.3 A transzkripció megnyúlása és vége
- 2.4 A transzkripció utáni módosítások
- 3 Szerkezet
- 4 Funkciók
- 5 Alkalmazhatóság
- 6 Evolúció
- 7 Referenciák
típus
Az eukarióta és a prokarióta vonalak között az egyik legszembetűnőbb különbség a riboszómális RNS-nek a riboszómáit képező összetétele. A prokarióták kisebb riboszómákkal rendelkeznek, míg az eukarióták riboszómái nagyobbak.
A riboszómák nagy és kis alegységekre oszlanak. A kicsi a riboszomális RNS egyetlen molekuláját tartalmazza, míg a nagyobb egy nagyobb molekulát és kettő kisebb, eukarióták esetében..
A legkisebb riboszomális RNS a baktériumokban 1500-3000 nukleotidot tartalmazhat. Emberekben a riboszómális RNS-ek 1800 és 5000 nukleotid közötti hosszabb hosszúságot érnek el.
A riboszómák azok a fizikai entitások, amelyekben fehérjeszintézis történik. Ezek körülbelül 60% -os riboszomális RNS-ből állnak. A többi fehérje.
Svedberg egységek
Történelmileg a riboszómális RNS-t szuszpendált részecskék szedimentációs együtthatójával azonosítjuk, amelyet standard körülmények között centrifugáltunk, amelyet "Svedberg egységek" S betűjével jelölünk..
Ennek az egységnek az egyik érdekes tulajdonsága, hogy nem adalék, azaz 10S plusz 10S nem 20S. Emiatt a riboszómák végső méretével kapcsolatban némi zavar van.
prokarióták
Baktériumokban, archaea, mitokondriumokban és kloroplasztokban a riboszóma kis egysége 16S riboszomális RNS-t tartalmaz. Míg a nagy alegység két riboszomális RNS-t tartalmaz: az 5S és a 23S.
eukarióta
Ezzel szemben az eukarióták, a 18S riboszómális RNS megtalálható a kis alegységben, és a nagy 60S alegység három típusú riboszomális RNS-t tartalmaz: 5S, 5.8S és 28S. Ebben a vonalban a riboszómák általában nagyobbak, bonyolultabbak és bőségesebbek, mint a prokariótákban.
Hogyan szintetizálódik?
A gének elhelyezkedése
A riboszómális RNS a riboszómák központi komponense, ezért szintézise nélkülözhetetlen esemény a sejtben. A szintézis a nukleolusban, a mag belsejében lévő régióban megy végbe, amelyet nem biológiai membrán határol.
A gép felelős a riboszómák egységeinek egyes fehérjék jelenlétében történő összeszereléséért.
A riboszómális RNS-géneket a vonaltól függően különböző módon szervezzük. Emlékezzünk arra, hogy egy gén egy olyan DNS-szegmens, amely egy fenotípust kódol.
A baktériumok esetében a 16S, 23S és 5S riboszomális RNS-ek génjeit egy operonban szervezzük és átírjuk. A "gének együttes" szervezése nagyon gyakori a prokarióták génjeiben.
Ezzel ellentétben az eukarióták, bonyolultabb membránnal elválasztott magokkal rendelkező szervezetek organizálódnak egymással. Bennünk, emberekben a riboszomális RNS-t kódoló gének öt "csoportba" sorolódnak, amelyek a 13., 14., 15., 21. és 22. kromoszómán találhatók..
A transzkripció kezdete
A sejtben az RNS-polimeráz enzim felelős a nukleotidok hozzáadásáért az RNS szálaihoz. Ezek egy molekulát alkotnak egy DNS-molekulából. Ezt a folyamatot az RNS kialakulása után, mint a temperált DNS-t, transzkripciónak nevezzük. Többféle RNS polimeráz van.
Általában a riboszómális RNS-ek transzkripcióját RNS polimeráz I-vel hajtjuk végre, kivéve az 5S riboszómális RNS-t, amelynek transzkripcióját RNS-polimeráz III-val hajtjuk végre. Az 5S sajátossága, hogy a nukleolumból átíródik.
Az RNS-szintézis promoterei két, GC-szekvenciákban gazdag és egy központi régióból álló elemből állnak, itt kezdődik a transzkripció.
Embereknél a folyamathoz szükséges transzkripciós faktorok a központi régióhoz kapcsolódnak, és előidézik az előindítási komplexet, amely a TATA dobozból és a TBP-vel kapcsolatos tényezőkből áll..
Amint az összes tényező együtt van, az RNS polimeráz I, más transzkripciós faktorokkal együtt, kötődik a promoter központi régiójához az iniciációs komplex kialakításához..
A transzkripció megnyúlása és vége
Ezt követően a transzkripciós eljárás második lépése következik be: megnyúlás. Itt maga a transzkripció következik be, és más katalitikus fehérjék, például topoizomeráz jelenlétét foglalja magában.
Az eukariótákban a riboszómális gének transzkripciós egységei DNS-szekvenciával rendelkeznek a 3'-végén, a Sal-ként ismert szekvenciával, amely a transzkripció végét jelzi..
A tandemben rendezett riboszómális RNS transzkripciója után a riboszómák biogenezise a nukleolusban történik. A riboszómális gének transzkriptumai érettek és fehérjékhez kapcsolódnak, hogy riboszómális egységeket képezzenek.
A végződés előtt egy sor "riboprotein" képződik. A messenger RNS-ekhez hasonlóan a folyamat splicing kis nukleoláris ribonukleoproteinek vagy snRNP-k irányítják, angolul rövidítve.
az splicing ez egy olyan folyamat, ahol az intronokat (nem kódoló szekvenciákat) törlik, amelyek általában "megszakítják" az exonokat (a szóban forgó gént kódoló szekvenciák).
A folyamat 20S közvetítőt eredményez, amely 18S és 32S rRNS-t tartalmaz, amelyek az 5,8S és a 28S rRNS-t tartalmazzák..
A transzkripció utáni módosítások
Miután a riboszómális RNS-ek származnak, további módosításokat végeznek. Ezek közé tartoznak a metil-csoportok (metilcsoport hozzáadása) körülbelül 100 nukleotid / riboszóma a riboszóma 2'-OH csoportjában. Ezenkívül több mint 100 uridin izomerizációja történik pszeudo-uridin formában.
struktúra
A DNS-hez hasonlóan az RNS egy nitrogénbázisból áll, amelyet kovalens kötés köt egy foszfát gerinchez.
Az őket alkotó négy nitrogénbázis az adenin, a citozin, az uracil és a guanin. A DNS-sel ellentétben azonban az RNS nem kettős sávú molekula, hanem egy egyszerű sáv.
A transzfer RNS-hez hasonlóan a riboszómális RNS-t meglehetősen komplex másodlagos struktúra jellemzi, specifikus kötő régiókkal, amelyek felismerik a messenger RNS-t és a transzfer RNS-eket..
funkciók
A riboszómális RNS fő feladata olyan fizikai szerkezet biztosítása, amely lehetővé teszi a hírvivő RNS bevitelét és az aminosavakba történő dekódolását, fehérjék képződéséhez..
A fehérjék számos funkcióval rendelkező biomolekulák - az oxigénszállításból, például a hemoglobinból, a támogató funkciókig.
alkalmazhatóság
A riboszómális RNS-t széles körben alkalmazzák mind a molekuláris biológia, mind az evolúció területén, és az orvostudományban.
Ha szeretnénk megismerni a filogenetikai kapcsolatokat, több probléma van a két csoport között - azaz, hogy a szervezetek hogyan kapcsolódnak egymáshoz, a rokonság tekintetében - a riboszómális RNS-géneket általában címkékként használják..
Ezek nagyon hasznosak molekuláris markerekként az alacsony evolúciós sebességüknek köszönhetően (az ilyen típusú szekvenciák "konzervált szekvenciákként" ismertek).
Valójában a biológia egyik leghíresebb filogenetikai rekonstrukcióját Carl Woese és a 16S riboszómális RNS-szekvenciákat használó munkatársak végezték. A tanulmány eredményei lehetővé tették az élő szervezetek három területre történő felosztását: archaea, baktériumok és eukarióták..
Másrészt a riboszómális RNS általában számos antibiotikum célpontja, amelyeket az orvostudomány területén számos betegség gyógyítására használnak. Logikus feltételezni, hogy egy baktérium fehérje-termelési rendszerének támadásával azonnal kihat.
evolúció
Feltételezhető, hogy a riboszómák, ahogyan ma ismerjük őket, nagyon távoli időkben kezdődtek meg, közel a LUCA kialakulásához (a kezdőbetűi Angol utolsó univerzális közös őse vagy az utolsó univerzális közös őse).
Valójában az élet eredetére vonatkozó egyik hipotézis azt állítja, hogy az élet egy RNS-molekulából származik - mivel rendelkezik az autokatalitikus kapacitással, amely az élet egyik prekurzor molekulájának tekinthető..
A kutatók azt javasolják, hogy a jelenlegi riboszómák prekurzorai nem szelektívek az aminosavakkal, elfogadva mind az l, mind a d izomert. Napjainkban széles körben ismert, hogy a fehérjéket kizárólag aminosavak képezik.
Ezen túlmenően a riboszómális RNS képes katalizálni a peptidil-transzferáz-reakciót, amely a nukleotidok tárolójának a katalitikus képességekkel párosulva, az első formák fejlődésének kulcsfontosságú eleme..
referenciák
- Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. (2002). Biokémia. 5. kiadás. New York: W H Freeman. A 29.3. Szakasz: A riboszóma egy kis (30S) és egy nagy (50S) alegységből készült ribonukleoprotein részecske (70S). Elérhető: ncbi.nlm.nih.gov
- Curtis, H., és Schnek, A. (2006). Meghívás a biológiába. Ed. Panamericana Medical.
- Fox, G. E. (2010). A riboszóma eredete és fejlődése. Hideg tavaszi kikötő perspektívái a biológiában, 2(9), a003483.
- Hall, J. E. (2015). Guyton és Hall orvosi kézikönyv, e-Book. Elsevier Egészségtudományok.
- Lewin, B. (1993). Géneket. 1. kötet. Reverte.
- Lodish, H. (2005). Celluláris és molekuláris biológia. Ed. Panamericana Medical.
- Ramakrishnan, V. (2002). Riboszóma szerkezet és a fordítási mechanizmus. sejt, 108(4), 557-572.
- Tortora, G. J., Funke, B. R. és Case, C. L. (2007). Bevezetés a mikrobiológiába. Ed. Panamericana Medical.
- Wilson, D. N. és Cate, J. H. D. (2012). Az eukarióta riboszóma szerkezete és működése. Hideg tavaszi kikötő perspektívái a biológiában, 4(5), a011536.