Рибосома
-
Структура и функции рибосом
- Рибосомы — макромолекулярные механизмы, осуществляющие биосинтез белка.
- Состоят из малой и большой субъединиц, состоящих из рибосомной РНК и белков.
- Связывают аминокислоты в порядке, определенном кодонами мРНК.
-
Процесс трансляции
- Последовательность ДНК транскрибируется в мРНК.
- Рибосомы связываются с мРНК и определяют последовательность аминокислот.
- Аминокислоты переносятся тРНК в рибосому.
- Рибосома завершает синтез белка, когда стоп-кодон отсутствует.
-
Различия между рибосомами
- Прокариотические рибосомы состоят из 30S и 50S субъединиц.
- Эукариотические рибосомы состоят из 40S и 60S субъединиц.
- Архейные рибосомы имеют те же размеры, но ближе к эукариотическим.
-
Открытие и структура
- Рибосомы были открыты в 1950-х годах Джорджем Паладе.
- Термин «рибосома» предложен Говардом Динцисом в 1958 году.
- Рибосомы состоят из рРНК и белков, образующих две субъединицы.
-
Использование различий
- Различия между рибосомами используются для создания антибиотиков.
-
Структура рибосом
- Рибосомы состоят из РНК и белков, имеют общую структуру ядра.
- РНК высокоорганизована в третичные структурные мотивы.
- Дополнительная РНК образует петли вне структуры ядра.
- Каталитическая активность осуществляется РНК, белки стабилизируют структуру.
-
История структурных исследований
- Структура рибосомы была известна с 1970-х годов.
- В 2000-х годах структура была получена с высоким разрешением.
- В 2011 году получена полная атомная структура эукариотической рибосомы 80S.
-
Функции рибосом
- Рибосомы преобразуют генетический код в аминокислотную последовательность.
- Малая субъединица декодирует, большая катализирует образование пептидных связей.
- Рибосомы выполняют две основные функции: расшифровку и образование пептидных связей.
-
Процесс трансляции
- Рибосома использует мРНК как матрицу для синтеза белка.
- Малая субъединица связывается с AUG-кодоном и рекрутирует большую субъединицу.
- Рибосома содержит три участка связывания РНК: A, P и E.
- Синтез белка начинается со стартового кодона AUG.
-
Котрансляционное сворачивание
- Рибосома участвует в сворачивании белка.
- Структуры, полученные таким образом, идентичны структурам при химическом рефолдинге.
-
Добавление аминокислот, не зависящих от трансляции
- Белок Rqc2 контролирует качество рибосом.
- Рибосомы удлиняют С-конец белка случайными последовательностями аланинов и треонинов.
-
Расположение рибосом
- Рибосомы могут быть свободными или мембраносвязанными.
- Свободные рибосомы перемещаются в цитозоле, мембраносвязанные связаны с ЭР.
- Свободные рибосомы не входят в состав клеточного ядра и других органелл.
-
Биогенез рибосом
- В бактериальных клетках рибосомы синтезируются в цитоплазме.
- У эукариот процесс происходит в цитоплазме и ядрышке.
- Сборка включает более 200 белков и обработку четырех рРНК.
-
Происхождение рибосом
- Рибосома могла возникнуть как проторибосома с пептидилтрансферазным центром.
- Древние рибосомы могли синтезировать пептидные связи.
- Рибосомы были самовоспроизводящимися комплексами.
-
Эволюция рибосом
- Взаимодействие аминокислот с каталитической РНК увеличивало эффективность рибосом.
- Движущей силой эволюции было включение белков в механизмы самовоспроизведения.
-
Гетерогенные рибосомы
- Рибосомы неоднородны по составу у разных видов и внутри клеток.
- Гетерогенность может влиять на регуляцию генов.
- Некоторые рибосомальные белки необходимы для жизнедеятельности клеток.
-
Модификации рибосом
- Модификации рибосомной РНК важны для поддержания структуры и функции.
- Наиболее распространенные модификации — псевдоуридилирование и 2′-О-метилирование рибозы.