Рибосоме

Тхе Рибосоме представља комплекс рибонуклеинске киселине са различитим протеинима и тамо се синтеза протеина одвија у складу са нуклеотидном секвенцом која се чува у ДНК превођењем у полипептидни ланац.

Шта је рибосом?

Рибосоми се састоје од рРНА и различитих структурних протеина. РРНА (рибосомална РНА) се преписује у ДНК. Постоје гени за синтезу рибосомалне РНА у облику рДНА. РДНА се не транскрибира у протеине, већ само у рибосомалну РНК.

РРНА служи као основни градивни блок рибосома. Тамо катализира транслацију генетских информација мРНА у протеине. Протеини унутар рибосома нису ковалентно повезани са рРНА. Они држе структуру рибосома заједно, док стварну катализу синтезе протеина врши рРНА. Рибосоми се састоје од две подјединице које су само састављене у рибосом током синтезе протеина. Њихови градивни блокови синтетизовани су на ДНК у ћелијском језгру.

Овде се производе и рРНА и протеини, који се комбинују да би формирали две подјединице у ћелијском језгру. До цитоплазме доспевају преко нуклеарних пора. У еукариотској ћелији има 100.000 до 10.000.000 рибосома, зависно од активности синтезе протеина. У ћелијама са врло активном синтезом протеина постоји више рибосома него у ћелији са мање активности. Поред цитоплазме, рибосоми се јављају и у митохондријама или у хлоропластима биљака.

Анатомија и структура

Као што је већ поменуто, рибосоми се састоје од рРНА и структурних протеина који су одговорни за правилно постављање и кохезију структуре. Након синтезе у језгру, настају две подјединице, које се спајају само током синтезе протеина контактом са мРНА и формирају рибосом.

Након завршетка биосинтезе протеина, одговарајући рибосом поново се распада на његове подјединице. Код сисара, мала подјединица се састоји од 33 протеина и једне рРНА, а велика подјединица се састоји од 49 протеина и три рРНА. Након контакта са мРНА, која носи генетске информације ДНК за одређени протеин, две подјединице се комбинују да би створиле стварни рибосом и синтеза протеина може почети.

Протеини рибосома су више на ивици. Рибосоми могу слободно постојати у цитоплазми или везани мембраном у ендоплазматском ретикулуу. При томе, они стално прелазе између слободног и мембранског стања. Рибосоми у слободној цитоплазми производе протеине који би такође требало да уђу у ћелијску плазму. Протеини се формирају на ендоплазматском ретикулуу и затим улазе у лумен ЕР преко котранслационог транспортера протеина. Обично су то протеини који настају у ћелијама које стварају секрецију, као што је панкреас.

Функција и задаци

Функција рибосома је да катализује биосинтезу протеина. Стварне генетске информације о протеинима носе мРНА која се преписује на ДНК. Након што напусти језгро, одмах се веже за рибосом ради синтезе протеина. Две подјединице се спајају.

Надаље, појединачне аминокиселине се транспортују из цитоплазме у рибосоме помоћу тРНА. Постоје три места за везивање тРНА. Ово је аминоацил (А), пептидил (П) и излазна тачка (Е). На почетку синтезе протеина, два положаја, А и П положаји, заузимају тРНА оптерећена аминокиселинама. Ово стање се назива пре-транслационо стање. После стварања пептидне везе између две аминокиселине, долази до пост-транслационог стања, при чему А место постаје Е место, а П место постаје А место, а нова тРНА која веже три нуклеотида даље на новом П месту.

Бивша тРНА на П месту ослобођена аминокиселине је сада каналирана из рибосома. Стања континуирано осцилирају током синтезе протеина. За сваку промену потребна је велика енергија активације. Појединачни молекули тРНА пристају на одговарајући комплементарни кодон мРНА. Синтеза протеина се одвија између две подјединице рибосома у структури у облику тунела. Стварна биосинтеза контролише велика подјединица рибосома.

Мала подјединица контролише функцију рРНА. Пошто се синтеза одвија у својеврсном тунелу, незавршени протеински ланци заштићени су од разбијања поправљањем ензима. У овом облику, ови протеини би били препознати као неисправни у цитоплазми и одмах би се разградили. Када је синтеза протеина завршена, рибосом се распада на његове подјединице.

Болести

Прекид у синтези протеина може довести до озбиљних здравствених проблема. Уредан редослед овог процеса је неопходан за животне функције. Међутим, постоје неке мутације које утичу на структуралне протеине или на мРНА.

Болест код које се сумња да су мутације у рибосомалним протеинима позната је као дијамантско-црна анемија. Дијамантна анемија Блацкфан је веома ретка болест крви у којој је поремећена синтеза црвених крвних зрнаца. Развија се анемија, која спречава адекватно снабдевање органа кисеоником. Лечење се састоји од доживотних трансфузија крви. Постоје и друге физичке малформације.

Према једној теорији, неисправност рибосомалних протеина треба да доведе до повећане апоптозе прекурсорских ћелија еритроцита и на тај начин изазвати анемију. Већина мутација догађа се спонтано. Наследност синдрома може се доказати само у 15 процената свих случајева.