14 Вопрос Рибосомы
Рибосомы – это универсальные органоиды, которые содержатся во всех без искдючения живых клетках. Рибосомы – это очень маленькие органоиды, их диаметр всего 20нм. По химическому составу рибосомы – это рибопротеиды, т.е. они состоят из белков и РНК. Рибосомы эукариот называются 70S; рибосомы прокариот, хлоропластов и митохондрий несколько меньше и называются 70S. Каждая рибосома состоит из 2 субъединиц – большой и малой. Рибосомы либо находятся свободно в цитоплазме, либо прикреплены к эндоплазматической сети.
Единственная функция рибосом – это участие в биосинтезе белка. Обычно рибосомы находятся в цитоплазме в виде 2 отдельных субъединиц. Для того чтобы началась трансляция, 2 субъединицы рибосомы собираются на молекуле мРНК в целую рибосому. Она служит как бы каркасом, который объединяет и удерживает вместе все остальные компоненты трансляции – мРНК, тРНК, ферменты и т.д.
3. Биосинтез белка
Биосинтез белка происходит в ходе процесса трансляции. Трансляция – это процесс перевода нуклеотидной последовательности мРНК в аминокислотную последовательность полипептидной цепи. Трансляция, как и репликация и транскрипция, идет в направлении 5/-3/. Трансляция – это очень сложный матричный процесс, осуществляемый с помощью множества различных ферментов.
Трансляция включает 4 основных этапа:
1. присоединение свободных аминокислот к тРНК
2. присоединение мРНК к рибосоме и инициация (начало синтеза полипептидной цепи);
3. элонгация (удлинение цепи);
4. терминация (окончание синтеза цепи)
Синтез
1). Присоединение свободных аминокислот к тРНК
Аминокислоты присоединяются к молекулам тРНК, при этом каждая аминокислота присоединяется строго к одной молекуле тРНК со «своим» антикодоном.
2). Присоединение мРНК к рибосоме и инициация
В цитоплазме рибосомы находятся в виде отдельных субъединиц – большой и малой. Когда мРНК оказывается в цитоплазме, большая и малая субъединицы узнают 5/-конец мРНК и собираются на нем в целую рибосому. При этом внутри рибосомы оказываются первые 2 триплета (кодона) мРНК. Первым кодоном в мРНК всегда является AUG, кодирующий аминокислоту метионин. Внутри рибосомы с первым кодоном AUG связывается тРНК, имеющая комплементарный кодону AUG антикодон UAC и несущая метионин. Со вторым кодоном связывается вторая молекула тРНК, имеющая комплементарный этому кодону антикодон и несущая аминокислоту 2. Затем между метионином и аминокислотой 2 образуется пептидная связь. Рибосома все это время удерживает в нужном положении тРНК, мРНК и ферменты трансляции.
3). Элонгация
Как только между первыми двумя аминокислотами образуется пептидная связь, рибосома перемещается по мРНК на 1 кодон в направлении 5/-3/. При этом первая тРНК выходит из рибосомы, отделяется от мРНК и уходит в цитоплазму, чтобы присоединить там новую молекулу метионина. На ее место в рибосоме становится 2-я молекула тРНК, а на освободившееся от 2-й тРНК место входит 3-я тРНК и связывается с 3-м кодоном. Затем образуется пептидная связь между аминокислотой 2 и аминокислотой 3 и рибосома смещается еще на 1 кодон и т.д.. Так происходит синтез всей полипептидной цепи.
4). Терминация
Когда рибосома, двигаясь по цепи мРНК, встречается с одним из стоп-кодонов (УАА, УАГ, УГА), которым не соответствует ни одна тРНК, то полипептидная цепь высвобождается из рибосомы, рибосома сходит с мРНК, и трансляция заканчивается.
Для ускорения синтеза белка с одной и той же молекулой мРНК могут связываться сразу много рибосом, на каждой из которых идет синтез полипептидной цепи. Такая структура называется полисомой.