Έχετε ακούσει για την κυτταρική νοημοσύνη; Αυτή η μάλλον τολμηρή επιστημονική υπόθεση δηλώνει ότι η οργάνωση της στοιχειώδους μονάδας της ζωής - του κυττάρου - υπόκειται σε ευφυή λογικά προγράμματα. Μοιάζουν με τον έλεγχο του ανθρώπινου σώματος από το πιο περίπλοκο όργανο - τον εγκέφαλο. Όλα τα κυτταρικά οργανίδια όχι μόνο έχουν μια φίλιγκαν, λογικά εξηγήσιμη δομή, αλλά είναι επίσης ικανά να εκτελούν μοναδικές εργασίες. Παρέχουν όλες τις ζωτικές διεργασίες του κυτταρικού βιοσυστήματος: διατροφή, ανάπτυξη, διαίρεση κ.λπ. Στο άρθρο μας, θα εξετάσουμε τέτοια κυτταρικά οργανίδια ως ριβοσώματα. Οι λειτουργίες τους είναι στη σύνθεση των κύριων οργανικών ενώσεων του κυττάρου - πρωτεϊνών.
Μικρό, αλλά τολμηρό
Αυτή η λαϊκή ρήση ταιριάζει καλύτερα στο κυτταρικό οργανίδιο - το ριβόσωμα. Ανακαλύφθηκε το 1953, θεωρείται η μικρότερη κυτταρική δομή, και επιπλέον δεν έχει μεμβράνες. Το ότι τα ριβοσώματα είναι τόσο σημαντικά μπορεί να αποδειχθεί από το ακόλουθο απλό γεγονός. Όλα τα κύτταρα χωρίς εξαίρεση: ζώα, φυτά, μύκητες, ακόμη και μη πυρηνικάοργανισμοί - περιέχουν τεράστιο αριθμό ριβοσωμάτων. Η σύνθεση των πρωτεϊνών που πραγματοποιείται από αυτούς παρέχει στο κύτταρο πρωτεΐνες που εκτελούν δομικές, προστατευτικές, καταλυτικές, σηματοδοτικές και πολλές άλλες λειτουργίες σε αυτό.
Το μέγεθος ενός οργανιδίου δεν ξεπερνά τα 20 nm, η διάμετρός του είναι περίπου 15 nm και το σχήμα του μοιάζει με σφαιρικό παιχνίδι - μια κούκλα που φωλιάζει. Κάθε υπομονάδα σχηματίζεται μέσα στον κυτταρικό πυρήνα που περιέχει τον πυρήνα. Αυτή είναι η τοποθεσία σύνθεσης σωματιδίων ριβοσώματος. Ας σταθούμε στη δομή της συσκευής σύνθεσης πρωτεϊνών του κυττάρου με περισσότερες λεπτομέρειες.
Τι υπάρχει μέσα
Το ριβόσωμα αποτελείται από δύο υπομονάδες, που ονομάζονται μεγάλη και μικρή. Κάθε ένα από αυτά περιέχει συγκεκριμένες πρωτεΐνες που σχετίζονται με μόρια ριβονουκλεϊκού οξέος. Οι υπομονάδες του οργανοειδούς, σαν δύο παζλ, συγχωνεύονται τη στιγμή της πρωτεϊνοσύνθεσης και μετά την ολοκλήρωσή της διαχωρίζονται παραμένοντας χωριστά στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου.
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, το RNA είναι μέρος του ριβοσώματος. Η μεγάλη υπομονάδα του οργανιδίου έχει τρία μόρια νουκλεϊκού οξέος συνδεδεμένα με 35 μόρια πεπτιδίου, ένα μόριο RNA του μικρού σωματιδίου σχετίζεται με 20 πρωτεϊνικά συστατικά. Νωρίτερα αναφέραμε το γεγονός ότι ο αριθμός των ριβοσωμάτων είναι μεγάλος. Είναι ευθέως ανάλογο με την ένταση των διεργασιών βιοσύνθεσης πρωτεϊνών που συμβαίνουν στο κύτταρο. Έτσι, στους ανθρώπους και στα περισσότερα σπονδυλωτά, η μεγαλύτερη συσσώρευση οργανιδίων παρατηρείται στα κύτταρα του ερυθρού μυελού των οστών και στα ηπατοκύτταρα - τις δομικές μονάδες του ήπατος.
Πρωτεΐνες ριβοσώματος
Οι οργανικές πρωτεΐνες είναι ετερογενείς με τον δικό τους τρόποσύνθεση αμινοξέων, επομένως, κάθε μόριο πρωτεΐνης δεσμεύεται αυστηρά μόνο σε ένα συγκεκριμένο τμήμα του ριβοσωμικού ριβονουκλεϊκού οξέος. Το μόριο RNA που σχηματίζεται στον πυρήνα συνδέεται με τις πρωτεΐδες στην τριτοταγή διαμόρφωση με πολυάριθμους ομοιοπολικούς δεσμούς. Εδώ, στον πυρήνα του κυτταρικού πυρήνα, συμβαίνει ο σχηματισμός υπομονάδων του οργανοειδούς. Έτσι, η σύνθεση των ριβοσωμάτων περιλαμβάνει δύο τύπους πολυμερών, δηλαδή τις πρωτεΐνες και το ριβονουκλεϊκό οξύ. Κατά την προετοιμασία για βιοσύνθεση, τα ριβοσώματα συνδυάζονται με ένα μόριο πληροφοριακού ριβονουκλεϊκού οξέος, το οποίο οδηγεί στο σχηματισμό μιας πολύπλοκης δομής - πολυσωμάτων.
Ο αριθμός των οργανιδίων που βρίσκονται στην αλυσίδα RNA αντιστοιχεί στον αριθμό των μορίων πρωτεΐνης με την ίδια σύνθεση αμινοξέων.
Μετάδοση
Οι συνθετικές διεργασίες που οδηγούν στον σχηματισμό του τελικού προϊόντος - πρωτεΐνης - περιλαμβάνονται στην ομάδα των αντιδράσεων αφομοίωσης και ονομάζονται μετάφραση. Ποιος είναι ο ρόλος των ριβοσωμάτων σε αυτό; Η αρχή της βιοσύνθεσης χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι πραγματοποιείται η έναρξη - η σύνδεση του πληροφοριακού ριβονουκλεϊκού οξέος με μια μικρή υπομονάδα του οργανοειδούς. Στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου, ένα ριβόσωμα είναι προσαρτημένο σε ένα από τα τερματικά τμήματα, το οποίο είναι ένα σήμα για τη διαδικασία της βιοσύνθεσης. Το επόμενο στάδιο, η επιμήκυνση, συνίσταται στην αλληλεπίδραση του ριβοσώματος με τα δύο πρώτα σωματίδια RNA, που ονομάζονται μεταφορικά. Αυτά, όπως ένα ταξί φορτίου, μεταφέρουν αμινοξέα στο οργανίδιο, το οποίο στη συνέχεια κινείται κατά μήκος της πολυνουκλεοτιδικής αλυσίδας.
Ταυτόχρονα, τα αμινοξέα συνδέονται μεταξύ τους με τη βοήθεια πεπτιδικών δεσμών, οδηγώντας σε αύξηση του μορίου της πρωτεΐνης. Το τελικό στάδιο - τερματισμός, συνίσταται στο γεγονός ότι κατά τη διάρκεια της κίνησης του οργανιδίου κατά μήκος του mRNA συναντά ένα κωδικόνιο λήξης, για παράδειγμα, UAA, UGA ή UAG. Στην περιοχή αυτών των τριδύμων, υπάρχει διάσπαση των ομοιοπολικών δεσμών μεταξύ της πρωτεΐνης και του τελευταίου t-RNA. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την απελευθέρωση του πεπτιδίου από το πολυσωμάτιο. Έτσι, το ριβόσωμα είναι το κύριο συστατικό του κυττάρου, παρέχοντας τη σύνθεση των πρωτεϊνών του.
Στο άρθρο μας, ανακαλύψαμε ποια οργανικά πολυμερή αποτελούν τα ριβοσώματα και προσδιορίσαμε επίσης τον ρόλο τους στη ζωή του κυττάρου.
