Ribosom (od "RNA" i soma - tijelo) je ćelijska nemembranska organela koja vrši translaciju (čitanje mRNA koda i sintetiziranje polipeptida).

Eukariotski ribozomi se nalaze na membranama endoplazmatskog retikuluma (granularni ER) i u citoplazmi. Ribosomi vezani za membrane sintetiziraju protein "za izvoz", a slobodni ribozomi sintetiziraju protein za potrebe same stanice. Postoje 2 glavna tipa ribozoma - prokariotski i eukariotski. Mitohondrije i hloroplasti također sadrže ribozome, koji su slični ribozomima prokariota.

Ribosom se sastoji od dvije podjedinice - velike i male. U prokariotskim ćelijama označene su kao 50S i 30S podjedinice, u eukariotskim ćelijama - 60S i 40S. (S je koeficijent koji karakteriše brzinu sedimentacije podjedinice tokom ultracentrifugiranja). Podjedinice eukariotskih ribozoma formiraju se samosastavljanjem u nukleolu i ulaze u citoplazmu kroz pore jezgra.

Ribosomi u eukariotskim stanicama sastoje se od četiri lanca RNK (tri molekule rRNA u velikoj podjedinici i jedne rRNA molekule u maloj) i približno 80 različitih proteina, odnosno predstavljaju složeni kompleks molekula koji se drže zajedno slabim, nekovalentnim vezama. . (Ribozomi u prokariotskim ćelijama sastoje se od tri lanca RNK; dva lanca rRNA su u velikoj podjedinici i jedna rRNA u maloj podjedinici). Proces translacije (biosinteza proteina) počinje sastavljanjem aktivnog ribosoma. Ovaj proces se zove inicijacija prevođenja. Sastavljanje se odvija na striktno uređen način, što osiguravaju funkcionalni centri ribozoma. Svi centri se nalaze na dodirnim površinama obje ribosomske podjedinice. Svaki ribosom radi kao velika biohemijska mašina, tačnije, kao superenzim, koji, prvo, ispravno orijentiše učesnike (mRNA i tRNA) procesa u odnosu na druge, a drugo, katalizira reakcije između aminokiselina.

Aktivna mjesta ribozoma:

1) mRNA vezujući centar (M-centar);

2) peptidilni centar (P-centar). Početna tRNA se vezuje za ovaj centar na početku procesa translacije; u narednim fazama translacije, tRNA se kreće iz A-centra u P-centar, držeći sintetizirani dio peptidnog lanca;

3) aminokiselinski centar (A-centar) – mjesto vezivanja kodona mRNA sa antikodonom tRNK koji nosi sljedeću aminokiselinu.

4) peptidil transferazni centar (PTP centar): katalizuje reakciju vezivanja aminokiselina. U tom slučaju se formira još jedna peptidna veza, a rastući peptid se produžava za jednu aminokiselinu.

Shema sinteze proteina na ribosomima granularnog endoplazmatskog retikuluma.

(Slika iz knjige Cell Biology, Vol.II)

Šematski prikaz poliribozoma. Sinteza proteina počinje vezivanjem male podjedinice na toj lokaciji AUG-kodon u molekuli RNK glasnika (slika iz knjige Cell Biology, Vol.II).

Endoplazmatski retikulum

Endoplazmatski retikulum (sin. endoplazmatski retikulum) – organela eukariotske ćelije. U ćelijama različitih tipova i pod različitim funkcionalnim stanjima, ova komponenta ćelije može izgledati drugačije, ali u svim slučajevima to je labirintna proširena zatvorena struktura membrane, izgrađena od komunikacionih šupljina nalik cevima i vrećica koje se nazivaju cisternama. Izvan membrana endoplazmatskog retikuluma nalazi se citosol (hijaloplazma, glavna supstanca citoplazme), a lumen endoplazmatskog retikuluma je zatvoreni prostor (kompartment) koji putem vezikula (transportnih vezikula) komunicira sa Golgijevim kompleksom i spoljašnjom okolinom. u ćeliju. Endoplazmatski retikulum je podijeljen u dvije funkcionalno različite strukture: granularni (grubi) endoplazmatski retikulum i glatki (agranularni) endoplazmatski retikulum.

Zrnati endoplazmatski retikulum, u ćelijama koje luče proteine, predstavljen je sistemom brojnih ravnih membranskih cisterni sa ribosomima na spoljnoj površini. Membranski kompleks granularnog endoplazmatskog retikuluma povezan je s vanjskom membranom nuklearne ovojnice i perinuklearnom (perinuklearnom) cisternom.

U granularnom endoplazmatskom retikulumu dolazi do sinteze proteina i lipida za sve ćelijske membrane, sintetiziraju se enzimi lizosoma, a vrši se i sinteza izlučenih proteina, tj. namijenjen za egzocitozu. (Preostali proteini se sintetiziraju u citoplazmi na ribosomima koji nisu povezani sa ES membranama.) U lumenu granularnog ES, protein je okružen membranom, a rezultirajuće vezikule se odvajaju (pupaju) od područja bez ribozoma. ES, koji isporučuju sadržaj drugoj organeli - Golgijevom kompleksu - spajanjem sa svojom membranom.

Taj dio ES, na čijim membranama nema ribozoma, naziva se glatki endoplazmatski retikulum. Glatki endoplazmatski retikulum ne sadrži spljoštene cisterne, već je sistem anastomozirajućih membranskih kanala

ovs, mjehurići i cijevi. Glatka mreža je nastavak granularne mreže, ali ne sadrži riboforine - glikoproteinske receptore sa kojima se povezuje velika podjedinica ribozoma i stoga nije povezana sa ribozomima.

Funkcije glatkog endoplazmatskog retikuluma su različite i zavise od tipa ćelije. Glatki endoplazmatski retikulum je uključen u metabolizam steroida, kao što su polni hormoni. Kontrolirani kalcijumski kanali i energetski zavisne kalcijeve pumpe su lokalizirani u njegovim membranama. Cisterne glatkog endoplazmatskog retikuluma su specijalizovane za akumulaciju Ca 2+ u njima stalnim pumpanjem Ca 2+ iz citosola. Slični depoi Ca 2+ postoje u skeletnim i srčanim mišićima, neuronima, jajima, endokrinim ćelijama, itd. Različiti signali (na primjer, hormoni, neurotransmiteri, faktori rasta) utiču na aktivnost ćelije mijenjajući koncentraciju intracelularnog glasnika - Ca 2+. U glatkom endoplazmatskom retikulumu stanica jetre dolazi do neutralizacije štetnih tvari (na primjer, acetaldehida nastalog iz alkohola), metaboličke transformacije lijekova, stvaranja većine lipida stanice i njihovog nakupljanja, na primjer, u masnoj degeneraciji. ES šupljina sadrži mnogo različitih komponentnih molekula. Među njima su veliki značaj chaperone proteini.

Chaperones(engleska slova - starija dama koja prati mladu devojku na balovima) - porodica specijalizovanih intracelularnih proteina koji obezbeđuju brzo i ispravno savijanje novosintetizovanih proteinskih molekula. Vezivanje sa šaperonima sprečava agregaciju sa drugim proteinima i na taj način stvara uslove za formiranje sekundarne i tercijarne strukture rastućeg peptida. Šaperoni pripadaju tri porodice proteina, takozvani proteini toplotnog šoka ( hsp 60, hsp 70, hsp90). Sinteza ovih proteina se aktivira pod mnogim stresovima, posebno tokom toplotnog šoka (otuda i nazivh Eart shaok protein – protein toplotnog šoka, a broj to ukazuje molekularna težina u kilodaltonima). Ovi chaperoni sprečavaju denaturaciju proteina na visokim temperaturama i drugim ekstremnim faktorima. Vezivanjem za abnormalne proteine, oni vraćaju svoju normalnu konformaciju i time povećavaju preživljavanje organizma prilikom naglog pogoršanja fizičko-hemijskih parametara životne sredine.

Često je nekoliko ribozoma povezano s jednom mRNA molekulom; ova struktura se naziva poliribozom. Sinteza ribozoma kod eukariota odvija se u posebnoj intranuklearnoj strukturi - nukleolu.

Shema sinteze ribosoma u eukariotskim stanicama.
1. Sinteza mRNA za ribosomske proteine ​​pomoću RNA polimeraze II. 2. Izvoz mRNA iz jezgra. 3. Prepoznavanje mRNA od strane ribosoma i 4. sinteza ribosomskih proteina. 5. Sinteza prekursora rRNA (45S - prekursora) pomoću RNA polimeraze I. 6. Sinteza 5S rRNA pomoću RNA polimeraze III. 7. Sastavljanje velike ribonukleoproteinske čestice, uključujući prekursor 45S, ribozomske proteine ​​uvezene iz citoplazme, kao i posebne nukleolarne proteine ​​i RNK koji učestvuju u sazrevanju ribosomskih subčestica. 8. Pričvršćivanje 5S rRNA, sečenje prekursora i odvajanje male ribosomske podjedinice. 9. Sazrevanje velike subčestice, oslobađanje nukleolarnih proteina i RNK. 10. Oslobađanje ribosomskih subčestica iz jezgra. 11. Uključivanje u emisiju.

Ribosomi su nukleoprotein, u kojem je omjer RNK/protein 1:1 kod viših životinja i 60-65:35-40 kod bakterija. Ribosomalna RNK čini oko 70% ukupne RNK u ćeliji. Eukariotski ribozomi uključuju četiri rRNA molekula, od kojih se 18S, 5.8S i 28S rRNA sintetiziraju u nukleolusu pomoću RNA polimeraze I kao jednog prekursora (45S), koji se zatim modificira i seče. 5S rRNA se sintetizira RNA polimerazom III u drugom dijelu genoma i ne zahtijeva dodatne modifikacije. Gotovo sva rRNA je u obliku magnezijeve soli, koja je neophodna za održavanje strukture; Kada se ioni magnezija uklone, ribosom prolazi kroz disocijaciju na podjedinice.

Mehanizam prevođenja

Translacija je sinteza proteina pomoću ribosoma na osnovu informacija snimljenih u RNK (mRNA). mRNA se veže za malu podjedinicu ribozoma kada 3" kraj 16S ribosomske RNK prepozna komplementarnu Shine-Dalgarno sekvencu koja se nalazi na 5" kraju mRNA (kod prokariota), kao i pozicioniranje početnog kodona (obično AUG) mRNA na maloj podjedinici. Povezivanje male i velike podjedinice nastaje vezivanjem formilmetionil-tRNA (fMET-tRNA) i učešćem faktora inicijacije (IF1, IF2 i IF3 kod prokariota; njihovi analozi i dodatni faktori su uključeni u inicijaciju translacije u eukariotskim ribosomima). Dakle, prepoznavanje antikodona (u tRNA) se dešava na maloj podjedinici.

Nakon povezivanja, fMET-tRNA završava u P (peptidil-) centru ribozoma. Sljedeća tRNA, koja nosi aminokiselinu na kraju 3" i komplementarna je drugom kodonu na mRNA, veže se uz pomoć faktora EF-Tu na A (aminoacil) centru ribozoma. Zatim, na velikoj podjedinici , u centru peptidil transferaze ribozoma, formira se peptidna veza između formilmetionina (vezanog za tRNA koja se nalazi u P-centru) i aminokiseline koja se nalazi u A-centru.Što se tiče detalja mehanizma katalize formiranja peptidnu vezu U centru peptidil transferaze, konsenzus još nije postignut. On ovog trenutka Postoji nekoliko hipoteza za mehanizam katalize ribosomom: 1. optimalno pozicioniranje supstrata (indukovano uklapanje), 2. isključenje iz aktivnog centra vode koja može prekinuti formiranje peptidnog lanca hidrolizom, 3. učešće rRNA nukleotidi (kao što su A2450 i A2451) u transferu protona, 4 - učešće 2"-hidroksilne grupe 3"-terminalnog nukleotida tRNA (A76) u prenosu protona; kao i kombinacije ovih mehanizama.

Nakon formiranja peptidne veze, polipeptid se povezuje sa tRNA koja se nalazi u A-centru. Sljedeći korak je kretanje deacilirane tRNA od P- do E (izlaznog) centra, a peptidil-tRNK od A- do P-centra. Ovaj proces se naziva translokacija i odvija se uz pomoć faktora EF-G. tRNA, komplementarna sljedećem kodonu mRNA, vezuje se za A-centar ribozoma, što dovodi do ponavljanja opisanih koraka. Stop kodoni (UGA, UAG i UAA) signaliziraju kraj translacije. Završetak polipeptidnog lanca i disocijacija podjedinica (u pripremi za vezivanje sledeće mRNA i sintezu odgovarajućeg proteina) se dešava uz učešće faktora (RF1, RF2, RF3, RRF kod prokariota).

Linkovi

Eksterne veze

Web stranica jednog od vodećih naučnika u proučavanju strukture ribozoma sadrži veliki broj ilustracija, uključujući i animirane (engleski)

Wikimedia fondacija. 2010.

Pogledajte šta su "ribozomi" u drugim rječnicima:

Moderna enciklopedija

Intracelularne čestice koje se sastoje od ribosomske RNK i proteina. Vezivanjem za molekulu mRNA, ona se translatira (biosinteza proteina). Nekoliko ribozoma se može vezati za jedan mRNA molekul, formirajući poliribozom (polisom). ribosomi..... Veliki enciklopedijski rječnik

Ribosomi- RIBOZOMI, intracelularne čestice koje se sastoje od ribosomske RNK i proteina. Vezivanjem na molekulu RNK (mRNA) prenosi se (biosinteza proteina). Nekoliko ribozoma se obično veže za jedan mRNA molekul, formirajući poliribozom. Ilustrovani enciklopedijski rječnik

Intracelularne organele koje provode sintezu proteina. Sastoje se od proteina i tri vrste RNK, povezanih u kompleks vodoničnim i hidrofobnim vezama. Izgrađen od 2 podjedinice. Razlikuju se po konstanti sedimentacije i lokalizaciji. Bakter. R. ne ... ... Mikrobiološki rječnik

ribozomi- - ćelijske organele, koje se sastoje od RNK i proteina, učestvuju u biosintezi proteina (vidi prevod) ... Kratak rječnik biohemijski termini

Intracelularne čestice koje se sastoje od ribosomske RNK i proteina. Vezivanjem za molekulu mRNA, ona se translatira (biosinteza proteina). Nekoliko ribozoma se može vezati za jedan mRNA molekul, formirajući poliribozom (polisom). ribozomi..... enciklopedijski rječnik

Intracelularne čestice koje provode biosintezu proteina; R. se nalaze u ćelijama svih živih organizama bez izuzetka: bakterija, biljaka i životinja; svaka ćelija sadrži hiljade ili desetine hiljada R. Oblik R. je blizak ... ... Velika sovjetska enciklopedija

Intracelularne čestice koje se sastoje od ribosomske RNK i proteina. Vezivanjem za molekulu mRNA, ona se translatira (biosinteza proteina). Nekoliko mRNA molekula se može vezati za jedan molekul. R., formirajući poliribozom (polisom). R. su prisutni u ... ... Prirodna nauka. enciklopedijski rječnik

- (gr. soma body) intracelularne čestice koje se sastoje od proteina i ribonukleinske kiseline i slobodno leže u citoplazmi ili su vezane za intracelularne membrane; R. služe kao mjesto za biosintezu proteina. Novi rječnik strane reči. od EdwART-a,…… Rečnik stranih reči ruskog jezika

ribozomi- ribos oma, oma, jedinice. h. sa oma, s... Ruski pravopisni rječnik

Knjige

• Molekularna biologija. Ribosomi i biosinteza proteina. Udžbenik, Spirin Aleksandar Sergejevič. Edukativno izdanje, koji je napisao vodeći stručnjak u ovoj oblasti, bavi se strukturalnim i funkcionalni aspekti biosinteza proteina. Knjiga pokriva dio opšti kurs molekularni...

Kako izgleda ova organela? Izgleda kao telefon sa slušalicom. (Sl. 6) Ribozom eukariota i prokariota sastoji se od dva dijela, od kojih je jedan veći, drugi manji. Ali ove dvije komponente se ne spajaju kada je ona u mirnom stanju. Ovo se dešava samo kada ribosom ćelije direktno počne da obavlja svoje funkcije. Ribosom također sadrži glasničku RNK i prijenosnu RNK. Ove supstance su neophodne da bi se na njih zabeležile informacije o proteinima potrebnim ćeliji. Ribosom nema sopstvenu membranu. Njegove podjedinice (kako se zovu njegove dvije polovine) nisu ničim zaštićene.

Slika 6. Izgled ribozomi.

Velika podčestica se zauzvrat sastoji od:

• · jedan molekul ribosomalne RNK, koji je visokopolimeran;
• · jedan RNA molekul, koji je niskopolimeran;
• · određeni broj proteinskih molekula, obično oko tri tuceta.

Što se tiče manje podčestice, malo je jednostavnije. (Slika 7) Uključuje:

• · visokopolimerna RNA molekula;
• · nekoliko desetina proteinskih molekula, obično oko 40 (molekuli su različite strukture i oblika).

Slika 7. Manja ribosomska podjedinica.

Visokopolimerna RNA molekula je neophodna kako bi se spojili svi prisutni proteini u jednu integralnu ribonukleoproteinsku komponentu ćelije.

Funkcije ribozoma

Koje funkcije ova organela obavlja u ćeliji? Ono za šta je odgovoran ribosom je sinteza proteina. Nastaje na osnovu informacija koje se bilježe na takozvanoj glasničkoj RNK (ribonukleinskoj kiselini). Ribosom ujedinjuje svoje dvije podjedinice samo tokom sinteze proteina, procesa koji se naziva translacija. (Slika 8) Tokom ove procedure, sintetizovani polipeptidni lanac se nalazi između dve ribosomske podjedinice.

Slika 8. Proces prevođenja.

U procesu obavljanja svoje glavne funkcije, odnosno tokom sinteze proteina, ribosom obavlja i niz dodatnih:

• · Ligament, kao i zadržavanje svih komponenti tzv. sistema za sintezu proteina. Uobičajeno je da se ova funkcija naziva informativnom ili matričnom. Ribosom distribuira ove funkcije između svoje dvije podčestice, od kojih svaka obavlja svoj specifični zadatak u ovom procesu.
• · Ribosomi obavljaju katalitičku funkciju, koja se sastoji u stvaranju posebne peptidne veze (amidna veza, koja se javlja kako tokom formiranja proteina tako i tokom formiranja peptida). Ovo takođe uključuje hidrolizu GTP-a (supstrata za sintezu RNK). Velika podjedinica ribosoma je odgovorna za obavljanje ove funkcije. U njemu se nalaze posebna područja u kojima se odvija proces sinteze peptidne veze, kao i centar neophodan za hidrolizu GTP. Osim toga, velika podjedinica ribozoma, tokom biosinteze proteina, drži na sebi lanac koji postepeno raste.
• · Ribosom obavlja funkcije mehaničkog kretanja supstrata, koji uključuju mRNA i tRNA. Drugim riječima, oni su odgovorni za translokaciju.

Slika 9. Sinteza proteina.

Kako nastaju proteini? (Sl. 9, 10, 11) Biosinteza proteina se odvija u nekoliko faza. Prvi od njih je aktivacija aminokiselina. Ukupno ih je dvadeset; kombinovanjem različitih metoda možete dobiti milijarde različitih proteina. Tokom ove faze, aminoalc-tRNA se formira od aminokiselina.

Slika 10. Sinteza proteina (fotografija).

Ovaj postupak je nemoguć bez sudjelovanja ATP-a (adenozin trifosforna kiselina). Takođe, za izvođenje ovog procesa potrebni su kationi magnezijuma. Druga faza je inicijacija polipeptidnog lanca, odnosno proces spajanja dvije podjedinice ribozoma i snabdijevanja potrebnim aminokiselinama. Ioni magnezijuma i GTP (gvanozin trifosfat) takođe učestvuju u ovom procesu. Treća faza se naziva elongacija. Ovo je direktna sinteza polipeptidnog lanca. Javlja se metodom emitovanja. Terminacija – sljedeća faza – je proces raspadanja ribozoma na pojedinačne podjedinice i postupni prestanak sinteze polipeptidnog lanca. Slijedi zadnja faza - peta - to je obrada. U ovoj fazi formira se jednostavan lanac aminokiselina složene strukture, koji su već gotovi proteini. Specifični enzimi i kofaktori su uključeni u ovaj proces.

Slika 11. Sinteza proteina (šema).

Pošto je ribosom odgovoran za sintezu proteina, pogledajmo pobliže njihovu strukturu. Može biti primarna, sekundarna, tercijarna i kvartarna. Primarna struktura proteina je specifična sekvenca u kojoj se nalaze aminokiseline koje formiraju dato organsko jedinjenje. Sekundarna struktura proteina sastoji se od alfa spirala i beta nabora formiranih od polipeptidnih lanaca. Tercijarna struktura proteina uključuje specifičnu kombinaciju alfa spirala i beta listova. Kvartarna struktura se sastoji u formiranju jedne makromolekularne formacije. (Slika 12) To jest, kombinacije alfa spirala i beta struktura formiraju globule ili fibrile. Na osnovu ovog principa mogu se razlikovati dvije vrste proteina: fibrilarni i globularni.

Prvi uključuju aktin i miozin, od kojih se formiraju mišići. Primjeri potonjeg uključuju hemoglobin, imunoglobulin i druge. Fibrilarni proteini nalikuju niti ili vlaknima. Kuglasti su više poput lopte isprepletenih alfa spirala i beta nabora. Šta je denaturacija? Svi su vjerovatno čuli ovu riječ.

Slika 12. Kvartarna struktura proteina.

genetski protein ćelije ribosoma

Denaturacija je proces razaranja strukture proteina - prvo kvartarne, zatim tercijarne, a zatim sekundarne. U nekim slučajevima, primarna struktura proteina se također eliminira. Ovaj proces može nastati zbog uticaja na ovo organska materija visoke temperature. Dakle, denaturacija proteina se može primijetiti prilikom kuhanja pilećih jaja. U većini slučajeva, ovaj proces je nepovratan. Dakle, na temperaturi iznad četrdeset dva stepena počinje denaturacija hemoglobina, pa je teška hipertermija opasna po život. Denaturacija proteina pojedincu nukleinske kiseline može se uočiti tokom procesa varenja, kada tijelo uz pomoć enzima razlaže složena organska jedinjenja na jednostavnija.

RIBOZOM (od "ribonukleinska kiselina" i grčki "soma" - tijelo), organela koja sintetizira proteine. Prisutan u ćelijama svih organizama, i eukariota i prokariota. To je sferna čestica prečnika cca. 20 nm, koji se sastoji od dvije podčestice koje se mogu razdvojiti i ponovo spojiti. Strukturni okvir ribosoma čine molekuli ribosomalne RNK (rRNA) i povezani proteini. U eukariotskim ćelijama ribozomi se formiraju u jezgri, gdje se r-RNA sintetizira na DNK, za koju se zatim vezuju proteini. Podčestice ribosoma napuštaju jezgro u citoplazmu i tu se završava formiranje punopravnih ribozoma. U citoplazmi, ribosomi su slobodni u citoplazmatskom matriksu (hijaloplazmi) ili su vezani za vanjske membrane jezgra i endoplazmatskog retikuluma. Slobodni ribosomi sintetiziraju proteine ​​za unutrašnje potrebe ćelije. Ribozomi na membranama formiraju komplekse - poliribozome, koji sintetiziraju proteine ​​koji ulaze u Golgijev aparat kroz endoplazmatski retikulum, a zatim ih luči stanica. Broj ribozoma u ćeliji ovisi o intenzitetu biosinteze proteina - više ih je u stanicama aktivno rastućih tkiva (biljni meristemi, embriji itd.). Hloroplasti i mitohondrije imaju svoje male ribosome; oni obezbeđuju ovim organelama autonomnu (nezavisnu od jezgra) biosintezu proteina (vidi prevod).

Dijagram strukture ribosoma koji se nalazi na membrani endoplazmatskog retikuluma:
1 - mala podjedinica;
2 - mRNA;
3 - aminoacil - tRNA;
4 - aminokiselina;
5 - velika podjedinica;
6 - membrana endoplazmatskog retikuluma;
7 - sintetizovani polipeptidni lanac.

Svaki ribosom se sastoji od dvije podčestice - velike i male. Ribosomi se sastoje od približno jednakih (po masi) količina RNK i proteina (tj. oni su ribonukleoproteinske čestice). RNK koju sadrže, nazvana ribosomalna RNK (rRNA), sintetizira se u jezgri. Zajedno, oboje čine složenu trodimenzionalnu strukturu koja ima sposobnost samosastavljanja.
Tokom sinteze proteina na ribosomima, aminokiseline od kojih je izgrađen polipeptidni lanac dodaju se jedna za drugom rastućem lancu. Ribosom služi kao mjesto vezivanja za molekule uključene u sintezu, odnosno mjesto gdje ti molekuli mogu zauzeti vrlo specifičnu poziciju u odnosu jedni prema drugima. Sinteza uključuje: glasničku RNK (mRNA), koja nosi genetske instrukcije iz jezgra ćelije, transportnu RNK (tRNA), koja dostavlja potrebne aminokiseline ribozomu, rastući polipeptidni lanac, kao i niz faktora odgovornih za početak, produljenje i završetak lanca.
U eukariotskim ćelijama jasno su vidljive dvije populacije ribozoma - slobodni ribozomi i ribozomi pričvršćeni za endoplazmatski retikulum. Struktura oba je identična, ali neki od ribozoma su povezani sa endoplazmatskim retikulumom preko proteina koje sintetiziraju. Takvi proteini se obično luče. Primjer proteina sintetiziranog slobodnim ribosomima je hemoglobin, koji se formira u mladim crvenim krvnim zrncima.
Tokom sinteze proteina, ribosom se kreće duž molekule mRNA u obliku niti. Proces je efikasniji kada se duž mRNK ne kreće samo jedan ribosom, već više ribozoma u isto vrijeme, u ovom slučaju nalik zrncima na niti. Takvi lanci ribozoma nazivaju se poliribozomi ili polizomi. Na endoplazmatskom retikulumu nalaze se polizomi u obliku karakterističnih kovrča.

Sinteza ribosomalnih proteina je proces u više koraka. Prva faza (inicijacija) počinje pričvršćivanjem glasničke RNK (mRNA) na malu ribosomalnu podjedinicu, koja nije povezana s velikom podjedinicom. Karakteristično je da je za početak procesa potreban disocirani ribosom. Na nastalu tzv velika ribosomska podjedinica je vezana za inicijacijski kompleks. Specijalisti učestvuju u fazi inicijacije. početni kodon (vidi Genetski kod), inicijatorska transferna RNK (tRNA) i specifična. proteini (tzv. inicijacijski faktori). Nakon što je prošao fazu inicijacije, ribosom prelazi na sekvencu. očitavanje kodona mRNA u smjeru od 5" do 3" kraja, što je praćeno sintezom polipeptidnog lanca proteina koji je kodiran ovom mRNA (za više informacija o mehanizmu sinteze polipeptida, pogledajte članak Prevod) . U ovom procesu ribosom funkcionira kao ciklički molekul. auto. Radni ciklus ribozoma tokom elongacije sastoji se od tri ciklusa: 1) kodon-ovisno vezivanje aminoacil-tRNA (opskrbljuje aminokiseline ribozomu), 2) transpeptidacija - prijenos C-terminusa rastućeg peptida na aminoacil-tRNA , tj. produženje proteinskog lanca u izgradnji jednom karikom, 3) translokacija-pomeranje matriksa (mRNA) i peptidil-tRNK u odnosu na ribozom i prelazak ribozoma u prvobitno stanje, kada može da percipira trag. aminoacil-tRNA. Kada ribosom dosegne specijalni stop kodon mRNA, sinteza polipeptida se zaustavlja. Uz učešće konkretnih sintetizirani proteini (tzv. terminacioni faktori). polipeptid se oslobađa iz ribozoma. Nakon završetka, ribosom može ponoviti cijeli ciklus s drugim lancem mRNA ili drugom kodirajućom sekvencom istog lanca.

Šema sinteze polipeptidnog lanca poliribozomom: I-početak sinteze, II-kraj sinteze; a-mRNA, b-ribosom, b-velika ribosomalna podjedinica, g-mala ribosomska podjedinica.

U ćelijama sa intenzivnom sekrecijom proteina i razvijenom endoplazmatskom. retikulum znači. dio citoplazmatskog ribozoma vezan je za njegovu membranu na površini okrenutoj prema citoplazmi. Ovi ribosomi sintetiziraju polipeptide, koji se direktno transportuju kroz membranu radi daljeg lučenja. Sinteza polipeptida za intracelularne potrebe odvija se uglavnom. na slobodnim (ne vezanim za membranu) ribozomima citoplazme. U ovom slučaju translacijski ribozomi nisu ravnomjerno raspoređeni u citoplazmi, već se skupljaju u grupe. Takvi agregati ribosoma su strukture u kojima je mRNA povezana sa mnogim ribozomima koji su u procesu translacije; ove strukture se nazivaju poliribozom ili polizom.

Uz intenzivnu sintezu proteina, udaljenost između ribozoma duž lanca mRNA u poliribosomu može. izuzetno kratko, tj. ribosomi se nalaze skoro blizu jedan drugom. Ribozomi uključeni u poliribozome rade nezavisno i svaki od njih sintetiše kompletan polipeptidni lanac.

Ribosom je radnik koji se transformiše generalni plan u život, praveći odgovarajuće proteine ​​na osnovu DNK obrasca.

U bakterijskoj ćeliji ribozomi čine do 30% njene suhe mase: ima otprilike 10 4 ribozoma po bakterijskoj ćeliji. U eukariotskom ćelije (ćelije svih organizama, osim bakterija i plavo-zelenih algi). sadržaj ribozoma je manji, a njihov broj uvelike varira u zavisnosti od aktivnosti sinteze proteina odgovarajućeg tkiva ili pojedinačne ćelije.

U eukariotskom u ćeliji, svi citoplazmatski ribozomi (vezani za membranu i slobodni) se formiraju u nukleolu; tamo se smatraju neaktivnim. Eukariotski. ćelija takođe ima posebne ribozome u mitohondrijima (kod životinja i biljaka) i hloroplastima (u biljkama). Ribosomi ovih organela razlikuju se od citoplazmatskih po veličini i određenim funkcijama. Sveta ti. Oni se formiraju direktno u ovim organelama.

Postoje dva glavna. vrsta ribozoma. Prokariotski svi. organizme (bakterije i modrozelene alge) karakteriziraju tzv. 70S ribozomi, karakterizirani koef. (konstantna) sedimentacija cca. 70 Svedberg jedinica, ili 70S (na osnovu koeficijenta sedimentacije razlikuju se i druge vrste ribozoma, kao i subčestice i biopolimeri koji čine ribozome). Oni kazu m je 2,5 · 10 6, linearne dimenzije 20-25 nm. Prema hemiji sastav je ribonukleoproteini; sastoje se samo od rRNA i proteina (odnos ovih komponenti je 2:1). Ribosomalna RNK je prisutna u ribosomima. arr. u obliku Mg-soli (navodno, djelomično iu obliku Ca-soli); magnezijum u ribosomima do 2% suhe težine. Osim toga, u različitim može biti prisutna i količina (do 2,5%) aminskih katjona kao što su spermin H 2 N(CH 2) 3 NH(CH 2) 4 NH(CH 2) 3 NH 2 i spermidin H 2 N(CH 2) 3 NH ( CH 2) 4 NH 2 itd.

Očigledno, rRNA određuje osnovnu strukturno i funkcionalno. Osobine ribozoma, posebno, osiguravaju integritet ribosomskih podjedinica, određuju njihov oblik i niz strukturnih karakteristika. Specifično prostori. Struktura rRNA određuje lokalizaciju svih ribosomskih proteina i igra vodeću ulogu u organizaciji funkcija. ribosomski centri.

Sinteza ribosomalnih proteina je proces u više koraka. Prva faza (inicijacija) počinje pričvršćivanjem glasničke RNK (mRNA) na malu ribosomalnu podjedinicu, koja nije povezana s velikom podjedinicom. Karakteristično je da je za početak procesa potreban disocirani ribosom. Na nastalu tzv velika ribosomska podjedinica je vezana za inicijacijski kompleks. Specijalisti učestvuju u fazi inicijacije. inicijacijski kodon (vidi Genetski kod), inicijaciona transferna RNK (tRNA) i specifična. proteini (tzv. inicijacijski faktori). Nakon što je prošao fazu inicijacije, ribosom prelazi na sekvencu. očitavanje kodona mRNA u smjeru od 5" do 3" kraja, što je praćeno sintezom polipeptidnog lanca proteina koji je kodiran ovom mRNA (za više informacija o mehanizmu sinteze polipeptida, pogledajte članak Prevod) . U ovom procesu ribosom funkcionira kao ciklički molekul. auto. Radni ciklus ribozoma tokom elongacije sastoji se od tri ciklusa: 1) kodon-ovisno vezivanje aminoacil-tRNA (opskrbljuje aminokiseline ribozomu), 2) transpeptidacija - prijenos C-terminusa rastućeg peptida na aminoacil-tRNA , tj. elongacija proteinskog lanca u izgradnji jednom karikom, 3) translokacija-pomeranje matriksa (mRNA) i peptidil-tRNK u odnosu na ribozom i prelazak ribozoma u prvobitno stanje, kada može da percipira trag. aminoacil-tRNA. Kada ribosom dostigne specijalnu