Studium der Ribosomen. Ribosomen

Ribosomen sind die wichtigsten Organellen der Zelle, da auf ihnen der Translationsprozess stattfindet – die Synthese eines Polypeptids auf Messenger-RNA (mRNA). Mit anderen Worten, Ribosomen dienen als Ort der Proteinsynthese.

Struktur von Ribosomen

Ribosomen sind Nichtmembranorganellen. Sie sind sehr klein (ca. 20 nm), aber zahlreich (Tausende und sogar Millionen pro Zelle). bestehen aus zweiTeile –subEinheiten. Zu den Subpartikeln gehören ribosomale RNA (rRNA) und ribosomale Proteine, also Ribosomen in ihrer chemischen Zusammensetzung sind RibonukleoproteineDami. Sie enthalten jedoch auch geringe Mengen niedermolekularer Verbindungen. Aufgrund der großen Anzahl an Ribosomen macht rRNA mehr als die Hälfte der gesamten RNA der Zelle aus.

Eine der Untereinheiten heißt „klein“, die zweite „groß“.

In einem aus Untereinheiten zusammengesetzten Ribosom werden zwei (nach einigen Quellen) oder drei (nach anderen) Abschnitten unterschieden, die aufgerufen werden Websites. Einer der Abschnitte trägt die Bezeichnung A (Aminoacyl) und heißt Aminoacyl, der zweite - P (Peptidyl) - Peptidyl. Diese Stellen sind die wichtigsten katalytischen Zentren der an Ribosomen ablaufenden Reaktionen. Der dritte Abschnitt wird mit E (Ausgang) bezeichnet, durch den die aus dem synthetisierten Polypeptid freigesetzte Transfer-RNA (tRNA) das Ribosom verlässt.

Zusätzlich zu den aufgeführten Stellen auf Ribosomen gibt es weitere Stellen, die der Bindung verschiedener Enzyme dienen.

Bei der Dissoziation (Trennung) der Untereinheiten geht die Ortsspezifität verloren, d. h. sie werden durch eine Kombination der entsprechenden Regionen beider Untereinheiten bestimmt.

Unterschiede zwischen Ribosomen von Prokaryoten und Eukaryoten

Das Verhältnis der Masse von Proteinen und RNA im Ribosom ist ungefähr gleich. Allerdings haben Prokaryoten weniger Proteine ​​(ca. 40 %).

Die Größe sowohl der Ribosomen selbst als auch der Untereinheiten wird in der Geschwindigkeit ihrer Sedimentation (Sedimentation) während der Zentrifugation ausgedrückt. In diesem Fall bezeichnet S die Svedberg-Konstante – eine Einheit, die die Sedimentationsgeschwindigkeit in einer Zentrifuge charakterisiert (je größer S, desto schneller setzt sich das Partikel ab und desto schwerer ist es). Bei Prokaryoten sind die Ribosomen 70S groß, während sie bei Eukaryoten 80S groß sind (d. h. sie sind schwerer und größer). In diesem Fall haben die Untereinheiten prokaryotischer Ribosomen Werte von 30S und 50S und von eukaryotischen Ribosomen Werte von 40S und 60S. Die Größen der Ribosomen in Mitochondrien und Chloroplasten von Eukaryoten ähneln denen von Prokaryoten (obwohl sie eine gewisse Variabilität in der Größe aufweisen), was auf ihre Herkunft aus alten prokaryotischen Organismen hinweisen könnte.

Bei Prokaryoten enthält die große ribosomale Untereinheit zwei rRNA-Moleküle und mehr als 30 Proteinmoleküle, und die kleine ribosomale Untereinheit enthält ein rRNA-Molekül und etwa 20 Proteine. Eukaryoten haben mehr Proteinmoleküle in ihren Untereinheiten und auch drei rRNA-Moleküle in ihrer großen Untereinheit. Die Proteine ​​und rRNA-Moleküle, aus denen das Ribosom besteht, haben die Fähigkeit, sich selbst zu organisieren und letztendlich eine komplexe dreidimensionale Struktur zu bilden. Die rRNA-Struktur wird durch Magnesiumionen unterstützt.

rRNA-Synthese

In Eukaryoten enthalten Ribosomen 4 Arten von rRNA. In diesem Fall werden drei aus einem Vorläufertranskript gebildet – der 45S-rRNA. Es wird im Nukleolus (auf den Chromosomenschleifen, die es bilden) mithilfe der RNA-Polymerase-1 synthetisiert. rRNA-Gene haben viele Kopien (zehn oder hundert) und befinden sich normalerweise an den Enden verschiedener Chromosomenpaare. Nach der Synthese wird die 45S-rRNA in 18S-, 5,8S- und 28S-rRNA geschnitten, die jeweils verschiedene Modifikationen erfahren.

Der vierte rRNA-Typ wird außerhalb des Nukleolus mithilfe des Enzyms RNA-Polymerase-3 synthetisiert. Dabei handelt es sich um eine 5S-RNA, die, sobald sie synthetisiert ist, nicht mehr benötigt.

Die Tertiärstruktur der rRNA in Ribosomen ist sehr komplex und kompakt. Es dient als Gerüst für die Unterbringung ribosomaler Proteine, die Hilfsfunktionen zur Aufrechterhaltung von Struktur und Funktionalität erfüllen.

Ribosomenfunktion

Funktionell sind Ribosomen die Bindungsstelle für an der Synthese beteiligte Moleküle (mRNA, tRNA, verschiedene Faktoren). Im Ribosom können Moleküle eine Position relativ zueinander einnehmen, die den schnellen Ablauf einer chemischen Reaktion ermöglicht.

In eukaryotischen Zellen können Ribosomen frei im Zytoplasma vorliegen oder mit Hilfe spezieller Proteine ​​an das EPS (endoplasmatisches Retikulum, auch ER – endoplasmatisches Retikulum) gebunden sein.

Während der Translation bewegt sich das Ribosom entlang der mRNA. Oftmals bewegen sich mehrere (oder viele) Ribosomen entlang eines mRNA-Strangs und bilden die sogenannte Polysom(Polyribosom).

Zellorganellen, die aus Proteinen und RNA bestehen und für die Proteinsynthese verantwortlich sind, werden Ribosomen genannt. Die Anzahl der Ribosomen in einer Zelle variiert je nach Bedarf stark und kann mehrere Millionen erreichen.

Struktur

Das wichtigste Organell einer Zelle ist der Zellkern. Es enthält genetische Informationen und den Nukleolus, in dem Ribosomen gebildet werden. Die synthetisierten Ribosomen gelangen durch die Poren der Kernmembran entweder in das endoplasmatische Retikulum oder in das Zytoplasma. Abhängig von ihrer Position in der eukaryontischen Zelle werden sie unterteilt in zwei Arten von Ribosomen:

• verwandt - am endoplasmatischen Retikulum gelegen (raues Aussehen);
• frei - im Zytosol gelegen.

Glattes ER entsteht nach der Freisetzung aus Ribosomen. In Pflanzenzellen bildet das glatte ER Provakuolen, aus denen dann Vakuolen entstehen.

Reis. 1. Lage der Ribosomen in der Zelle.

Ribosomen sind Organellen ohne Membran, haben eine runde Form und bestehen aus zwei Teilen – Untereinheiten (groß und klein), von denen jede eine Mischung aus ribosomaler RNA (rRNA) und Proteinen ist. Aus chemischer Sicht ist ein Ribosom ein Nukleoprotein, das aus Nukleinsäuren und Proteinen besteht.

Reis. 2. Struktur von Ribosomen.

Gebundene und freie Ribosomen werden zytoplasmatische Ribosomen genannt. Auch Mitochondrien und Plastiden verfügen über eigene Ribosomen. Sie zeichnen sich durch weniger Proteine ​​und rRNA aus.

Es gibt vier Arten von ribosomalen RNA-Molekülen:

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• 18S-RNA – enthält 1900 Nukleotide;
• 5S-RNA – enthält 120 Nukleotide;
• 5.8S-RNA – besteht aus 160 Nukleotiden;
• 28S RNA – besteht aus 4800 Nukleotiden.

Ein kleines Ribosomenpartikel besteht aus 30-35 Proteinen und 18S-RNA. Die große Untereinheit umfasst 45–50 Proteine ​​und 5S-, 5,8S-, 28S-RNA.

Wenn es nicht funktioniert, werden die Teile der Ribosomen getrennt. Sie verbinden sich mithilfe von Boten-RNA und umhüllen diese auf beiden Seiten. Bei der Proteinsynthese verbinden sich Ribosomen zu Komplexen – Polysomen oder Polyribosomen, die durch mRNA gebunden sind und Perlen auf einer Schnur ähneln.

Ribosomen in Prokaryoten sind kleiner als in Eukaryoten. Der Durchmesser von Ribosomen in menschlichen Zellen, Tieren, Pflanzen und Pilzen beträgt 25–30 nm, Bakterien – 15–20 nm.

Proteinsynthese

Die Hauptfunktion von rRNA ist die Synthese von Proteinen und Aminosäuren.
Die Proteinbiosynthese umfasst zwei Prozesse:

• Transkription;
• übertragen.

Die Transkription erfolgt unter Beteiligung der DNA. Die genetische Information wird vom Enzym RNA-Polymerase gelesen und es entsteht mRNA. Als nächstes beginnt der Translationsprozess, der an Ribosomen stattfindet.
Dieser Prozess ist in drei Phasen unterteilt:

• Einweihung – der Beginn der Synthese;
• Dehnung - Biosynthese;
• Beendigung - Abschluss der Synthese, Trennung des Ribosoms.

Zu Beginn erfolgt die Ribosomenassemblierung. Die Kontaktteile der Untereinheiten werden als aktive Zentren bezeichnet gelegen :

• mRNA als „Vorlage“ für die Synthese;
• tRNA, die Aminosäuren auf die synthetisierte Kette überträgt;
• ein synthetisiertes Peptid, das aus Aminosäuren besteht.

Beim Elongationsprozess wird die Polypeptidkette durch die Zugabe von Aminosäuren verlängert. Die Kette wird im Terminationsstadium dank eines Stoppcodons vom Ribosom getrennt – einer Einheit des genetischen Codes, die die Beendigung der Proteinsynthese verschlüsselt.

Reis. 3. Allgemeines Schema der Proteinsynthese am Ribosom.

Die Biosynthese erfordert einen Energieaufwand. Bei der Zugabe einer Aminosäure werden zwei Moleküle ATP (Adenosintriphosphat) und GTP (Guanosintriphosphat) verbraucht. Darüber hinaus wird GTP für Initiierungs- und Beendigungsprozesse aufgewendet.

Was haben wir gelernt?

In der Unterrichtsstunde der 9. Klasse lernten wir kurz etwas über die Struktur und Funktion des Ribosoms. Dies sind wichtige Zellorganellen, die die Proteinbiosynthese durchführen, indem sie Informationen aus der mRNA lesen. Ribosomen bestehen aus zwei Teilen (groß und klein), die jeweils aus Ribonukleinsäure und Proteinen bestehen.

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Jede Zelle eines Organismus hat eine komplexe Struktur, die viele Komponenten umfasst.

Kurz zum Aufbau der Zelle

Es besteht aus einer Membran, Zytoplasma, darin befindlichen Organellen sowie einem Kern (außer bei Prokaryoten), der DNA-Moleküle enthält. Darüber hinaus befindet sich oberhalb der Membran eine zusätzliche Schutzstruktur. In tierischen Zellen, in allen anderen Zellen – besteht es in Pflanzen aus Zellulose, in Pilzen – aus Chitin, in Bakterien – aus Murein. Die Membran besteht aus drei Schichten: zwei Phospholipidschichten und einer Proteinschicht dazwischen.

Es verfügt über Poren, die den Ein- und Austritt von Stoffen ermöglichen. In der Nähe jeder Pore befinden sich spezielle Transportproteine, die nur bestimmten Stoffen den Eintritt in die Zelle ermöglichen. Die Organellen einer tierischen Zelle sind:

Was ist ein Ribosom?

Da wir in diesem Artikel darüber sprechen, ist es durchaus logisch, eine solche Frage zu stellen. Das Ribosom ist ein Organell, das sich möglicherweise an der Außenseite der Wände des Golgi-Komplexes befindet. Es muss auch klargestellt werden, dass das Ribosom ein Organell ist, das in sehr großen Mengen in der Zelle vorkommt. Einer kann bis zu zehntausend enthalten.

Wo befinden sich diese Organellen?

Das Ribosom ist also, wie bereits erwähnt, eine Struktur, die sich an den Wänden des Golgi-Komplexes befindet. Es kann sich auch frei im Zytoplasma bewegen. Der dritte Ort, an dem sich ein Ribosom befinden kann, ist die Zellmembran. Und die Organellen, die sich an diesem Ort befinden, verlassen ihn praktisch nicht und sind stationär.

Ribosom - Struktur

Wie sieht diese Organelle aus? Es sieht aus wie ein Telefon mit Hörer. Das Ribosom von Eukaryoten und Prokaryoten besteht aus zwei Teilen, von denen einer größer und der andere kleiner ist. Aber diese beiden Komponenten passen nicht zusammen, wenn sie sich in einem ruhigen Zustand befindet. Dies geschieht erst, wenn das Ribosom der Zelle direkt beginnt, seine Funktionen zu erfüllen. Wir werden später über Funktionen sprechen. Das Ribosom, dessen Struktur im Artikel beschrieben wird, enthält auch Boten-RNA und diese Substanzen sind notwendig, um darauf Informationen über die von der Zelle benötigten Proteine ​​aufzuzeichnen. Das Ribosom, dessen Struktur wir betrachten, hat keine eigene Membran. Seine Untereinheiten (wie seine beiden Hälften genannt werden) sind durch nichts geschützt.

Welche Funktionen erfüllt dieses Organell in der Zelle?

Das Ribosom ist für die Proteinsynthese verantwortlich. Dies geschieht auf Basis von Informationen, die auf der sogenannten Boten-RNA (Ribonukleinsäure) aufgezeichnet sind. Das Ribosom, dessen Struktur wir oben besprochen haben, verbindet seine beiden Untereinheiten erst während der Proteinsynthese – ein Prozess, der Translation genannt wird. Bei diesem Vorgang befindet sich die synthetisierte Polypeptidkette zwischen zwei ribosomalen Untereinheiten.

Wo entstehen sie?

Ein Ribosom ist ein Organell, das vom Nukleolus erzeugt wird. Dieser Vorgang erfolgt in zehn Schritten, in denen nach und nach Proteine ​​der kleinen und großen Untereinheiten gebildet werden.

Wie entstehen Proteine?

Die Proteinbiosynthese erfolgt in mehreren Stufen. Die erste davon ist die Aktivierung von Aminosäuren. Insgesamt gibt es zwanzig davon; wenn man sie mit verschiedenen Methoden kombiniert, kann man Milliarden verschiedener Proteine ​​erhalten. In diesem Stadium wird aus Aminosäuren Aminoalc-tRNA gebildet. Dieses Verfahren ist ohne die Beteiligung von ATP (Adenosintriphosphorsäure) nicht möglich. Außerdem werden Magnesiumkationen benötigt, um diesen Prozess durchzuführen.

Die zweite Stufe ist die Polypeptidkette oder der Prozess, bei dem zwei Untereinheiten des Ribosoms kombiniert und mit den notwendigen Aminosäuren versorgt werden. An diesem Prozess sind auch Magnesiumionen und GTP (Guanosintriphosphat) beteiligt. Die dritte Stufe wird Elongation genannt. Dies ist die direkte Synthese der Polypeptidkette. Erfolgt nach Broadcast-Methode. Termination – die nächste Stufe – ist der Prozess des Zerfalls des Ribosoms in einzelne Untereinheiten und das allmähliche Aufhören der Synthese der Polypeptidkette. Als nächstes kommt die letzte Stufe – die fünfte. In dieser Stufe werden komplexe Strukturen aus einer einfachen Kette von Aminosäuren gebildet, bei denen es sich bereits um fertige Proteine ​​handelt. An diesem Prozess sind bestimmte Enzyme und Cofaktoren beteiligt.

Proteinstruktur

Da das Ribosom, dessen Struktur und Funktionen wir in diesem Artikel untersucht haben, für die Synthese von Proteinen verantwortlich ist, schauen wir uns deren Struktur genauer an. Es kann primär, sekundär, tertiär und quartär sein. - Dies ist eine spezifische Reihenfolge, in der sich die Aminosäuren befinden, die eine bestimmte organische Verbindung bilden. Es handelt sich um eine aus Polypeptidketten gebildete Alpha-Helix und Beta-Faltung. Die Tertiärstruktur eines Proteins besteht aus einer spezifischen Kombination von Alpha-Helices und Beta-Faltblättern. Die Quartärstruktur besteht in der Bildung einer einzelnen makromolekularen Formation. Das heißt, Kombinationen aus Alpha-Helices und Beta-Strukturen bilden Kügelchen oder Fibrillen. Basierend auf diesem Prinzip können zwei Arten von Proteinen unterschieden werden: fibrilläre und globuläre.

Zu den ersten gehören beispielsweise Aktin und Myosin, aus denen Muskeln gebildet werden. Beispiele für Letzteres sind Hämoglobin, Immunglobulin und andere. ähneln einem Faden, einer Faser. Kugelförmige ähneln eher einer Kugel aus ineinander verschlungenen Alpha-Helices und Beta-Falten.

Was ist Denaturierung?

Jeder hat dieses Wort wahrscheinlich schon einmal gehört. Denaturierung ist der Prozess der Zerstörung der Proteinstruktur – zunächst quartär, dann tertiär und dann sekundär. In einigen Fällen wird auch die Primärstruktur des Proteins zerstört. Dieser Prozess kann auftreten, wenn diese organische Substanz hohen Temperaturen ausgesetzt wird. So kann beim Kochen von Hühnereiern eine Proteindenaturierung beobachtet werden. In den meisten Fällen ist dieser Vorgang irreversibel. Bei einer Temperatur über zweiundvierzig Grad beginnt die Denaturierung des Hämoglobins, sodass eine schwere Hyperthermie lebensbedrohlich ist. Die Denaturierung von Proteinen in einzelne Nukleinsäuren lässt sich beim Verdauungsprozess beobachten, wenn der Körper mit Hilfe von Enzymen komplexe organische Verbindungen in einfachere zerlegt.

Abschluss

Die Rolle der Ribosomen kann kaum überschätzt werden. Sie sind die Grundlage für die Existenz der Zelle. Dank dieser Organellen kann es Proteine ​​erzeugen, die es für verschiedenste Funktionen benötigt. von Ribosomen gebildet, kann eine schützende Rolle spielen, Transport, die Rolle eines Katalysators, Baumaterial für die Zelle, enzymatisch, regulatorisch (viele Hormone haben eine Proteinstruktur). Daraus können wir schließen, dass Ribosomen eine der wichtigsten Funktionen in der Zelle erfüllen. Deshalb gibt es so viele davon – die Zelle benötigt immer die von diesen Organellen synthetisierten Produkte.

Die Geschichte der Untersuchung der Struktur von Ribosomen reicht seit ihrer Entdeckung mehr als ein halbes Jahrhundert zurück, und eine kurze Beschreibung der hierfür verwendeten Methoden ist von besonderem Interesse, da diese Methoden nicht nur zur Untersuchung von Ribosomen verwendet werden oder verwendet werden können, sondern auch auch andere komplexe supramolekulare Komplexe.

So konnte Albert Claude (USA) 1940 aus eukaryotischen Zellen zytoplasmatische RNA-haltige Körnchen isolieren, die viel kleiner als Mitochondrien und Lysosomen waren (von 50 bis 200 μm im Durchmesser); er nannte sie später Mikrosomen. Die Ergebnisse chemischer Analysen zeigten, dass es sich bei Claudes Mikrosomen um Ribonukleoproteinkomplexe handelte. Darüber hinaus zeigten zytochemische Arbeiten von T. Kasperson (Schweden) und J. Brachet (Belgien), dass je intensiver die Proteinsynthese stattfindet, desto mehr RNA im Zytoplasma gefunden wird.

Anschließend gelang es einigen Forschern, Partikel aus Bakterien-, Tier- und Pflanzenzellen zu isolieren, die sogar kleiner als Mikrosomen waren. Elektronenmikroskopie und Ultrazentrifugen-Sedimentationsanalyse zeigten, dass die Partikel kompakt, mehr oder weniger kugelförmig und homogen waren, einen Durchmesser von 100–200 Å (Angström) hatten und scharfe Sedimentationsgrenzen mit Sedimentationskoeffizienten im Bereich von 30–40 S bis 80–90 S aufwiesen ( S-Sedimentationskoeffizient, oder Svedberg-Konstante, - spiegelt die Sedimentationsgeschwindigkeit beliebiger Molekülkomplexe während der Hochgeschwindigkeits-Ultrazentrifugation wider und hängt vom Molekulargewicht der Partikel und ihrer Dichte - Kompaktheit - ab). Der vielleicht erste eindeutige Beweis dafür, dass es sich bei solchen Bakterienpartikeln um Ribonukleoproteine ​​handelt, wurde von G.K. Shakhman, A.B. Pardee und R. Stanier (USA) im Jahr 1952

Verbesserte Techniken der Mikrotomie und Elektronenmikroskopie ultradünner Schnitte tierischer Zellen haben zur Identifizierung gleichmäßiger, dichter Körnchen mit einem Durchmesser von etwa 150 Å direkt in der Zelle geführt. Elektronenmikroskopische Untersuchungen von J. Palade (USA), die zwischen 1953 und 1955 durchgeführt wurden, zeigten, dass im Zytoplasma tierischer Zellen reichlich kleine dichte Körnchen vorkommen. Sie sind entweder an der Membran des endoplasmatischen Retikulums befestigt oder frei im Zytoplasma verstreut. Es stellte sich heraus, dass Claudes Mikrosomen Fragmente des endoplasmatischen Retikulums waren, auf denen Körnchen saßen. Es stellte sich heraus, dass diese „Palade-Granula“ Ribonukleoprotein-Partikel sind und dass sie den Großteil der zytoplasmatischen RNA darstellen, die für die Proteinsynthese sorgt.

Die Erforschung der funktionellen Rolle von Ribosomen erfolgte parallel zu ihrer Entdeckung und Strukturbeschreibung. Der erste überzeugende Beweis dafür, dass es die Ribonukleoproteinpartikel von Mikrosomen waren, die für den Einbau von Aminosäuren in das neu synthetisierte Protein verantwortlich waren, waren die 1955 veröffentlichten Experimente von P. Zamecnik und Mitarbeitern (USA). Es folgten Experimente aus demselben Labor, das zeigte, dass freie Ribosomen nicht an den Membranen des endoplasmatischen Retikulums haften, sondern auch Aminosäuren enthalten und Protein synthetisieren, das dann in die lösliche Phase freigesetzt wird. Die Funktionen bakterieller Ribosomen waren Gegenstand intensiver Forschung der Gruppe von R.B. Roberts (USA); Veröffentlichung von K. McKillen, R.B. Roberts und R.J. Britten stellte 1959 schließlich fest, dass Proteine ​​in Ribosomen synthetisiert und dann in andere Teile der Bakterienzelle verteilt werden.

Haben Sie schon einmal von zellulärer Intelligenz gehört? Diese ziemlich kühne wissenschaftliche Hypothese besagt, dass die Organisation der elementaren Lebenseinheit – der Zelle – intelligenten logischen Programmen unterliegt. Sie ähneln der Steuerung des menschlichen Körpers durch das komplexeste Organ – das Gehirn. Alle Zellorganellen verfügen nicht nur über eine filigrane, logisch erklärbare Struktur, sondern sind auch in der Lage, einzigartige Aufgaben zu erfüllen. Sie sorgen für alle lebenswichtigen Prozesse des zellulären Biosystems: Ernährung, Wachstum, Teilung usw. In unserem Artikel werden wir uns solche Zellorganellen wie Ribosomen ansehen. Ihre Funktion besteht darin, die wichtigsten organischen Verbindungen der Zelle – Proteine ​​– zu synthetisieren.

Klein, aber smart

Dieses beliebte Sprichwort passt perfekt zum Zellorganell – dem Ribosom. Es wurde 1953 entdeckt, gilt als kleinste Zellstruktur und verfügt darüber hinaus über keine Membranen. Dass Ribosomen so wichtig sind, lässt sich durch die folgende einfache Tatsache beweisen. Ausnahmslos alle Zellen: Tiere, Pflanzen, Pilze und sogar nichtnukleare Organismen enthalten eine große Anzahl von Ribosomen. Die von ihnen durchgeführte Proteinsynthese versorgt die Zelle mit Proteinen, die in ihr Aufbau-, Schutz-, Katalyse-, Signal- und viele andere Funktionen erfüllen.

Die Abmessungen einer Organelle überschreiten nicht 20 nm, der Durchmesser beträgt etwa 15 nm und ihre Form ähnelt einem kugelförmigen Spielzeug – einer Nistpuppe. Jede Untereinheit wird im Zellkern gebildet, der einen Nukleolus enthält. Dies ist der Ort der Synthese von Ribosomenpartikeln. Lassen Sie uns näher auf die Struktur des Proteinsyntheseapparats der Zelle eingehen.

Was ist drin?

Ribosomen bestehen aus zwei Untereinheiten, den sogenannten großen und kleinen. Jedes von ihnen enthält spezielle Proteine, die mit Molekülen verbunden sind. Die Untereinheiten der Organelle verschmelzen im Moment der Proteinsynthese und werden nach Abschluss getrennt und verbleiben getrennt im Zytoplasma der Zelle.

Wie bereits erwähnt, enthalten Ribosomen RNA. Die große Untereinheit der Organelle besteht aus drei Nukleinsäuremolekülen, die mit 35 Peptidmolekülen verbunden sind; ein RNA-Molekül des kleinen Partikels ist mit 20 Proteinkomponenten verbunden. Zuvor haben wir die Tatsache erwähnt, dass die Anzahl der Ribosomen groß ist. Sie ist direkt proportional zur Intensität der in der Zelle ablaufenden Proteinbiosyntheseprozesse. So wird beim Menschen und den meisten Wirbeltieren die größte Ansammlung von Organellen in roten Knochenmarkszellen und Hepatozyten – den Struktureinheiten der Leber – beobachtet.

Organellenproteine ​​​​sind in ihrer Aminosäurezusammensetzung heterogen, sodass jedes Proteinmolekül streng nur an eine bestimmte Region der ribosomalen Ribonukleinsäure bindet. Das im Nukleolus gebildete RNA-Molekül ist über zahlreiche kovalente Bindungen mit Proteinen verbunden, die sich in der Tertiärkonfiguration befinden. Hier, im Nukleolus, kommt es zur Bildung organoider Untereinheiten. Ribosomen enthalten also zwei Arten von Polymeren, nämlich Proteine ​​und Ribonukleinsäure. Zur Vorbereitung der Biosynthese verbinden sich Ribosomen mit einem Molekül der Boten-Ribonukleinsäure, was zur Bildung einer komplexen Struktur führt – eines Polysoms.

Die Anzahl der Organellen, die auf der RNA-Kette sitzen, entspricht der Anzahl der Proteinmoleküle, die in ihrer Aminosäurezusammensetzung identisch sind.

Übertragen

Synthetische Prozesse, die zur Bildung des Endprodukts – Protein – führen, gehören zur Gruppe der Assimilationsreaktionen und werden als Translation bezeichnet. Welche Rolle spielen Ribosomen dabei? Der Beginn der Biosynthese ist dadurch gekennzeichnet, dass die Initiation erfolgt – die Verbindung der Informations-Ribonukleinsäure mit einer kleinen Untereinheit der Organelle. Im Zellzytoplasma ist an einer der Endstellen ein Ribosom befestigt, das ein Signal für den Biosyntheseprozess ist. Die nächste Stufe, die Elongation, beinhaltet die Wechselwirkung des Ribosoms mit den ersten beiden RNA-Partikeln, den sogenannten Transportpartikeln. Sie liefern wie Frachttaxis Aminosäuren an die Organelle, die sich dann entlang der Polynukleotidkette bewegt.

Gleichzeitig werden Aminosäuren über Peptidbindungen miteinander verknüpft, was zum Wachstum des Proteinmoleküls führt. Das letzte Stadium, die Termination, besteht darin, dass das Organell, wenn es sich entlang der mRNA bewegt, auf ein Stoppcodon trifft, zum Beispiel UAA, UGA oder UAG. Im Bereich dieser Tripletts wird ein Bruch der kovalenten Bindungen zwischen dem Protein und der letzten t-RNA beobachtet. Dies führt zur Freisetzung des Peptids aus dem Polysom. Somit ist das Ribosom der führende Bestandteil der Zelle und sorgt für die Synthese ihrer Proteine.

In unserem Artikel haben wir herausgefunden, welche organischen Polymere Teil von Ribosomen sind, und auch ihre Rolle im Leben der Zelle bestimmt.