Chia sẻ:
RNA ribosome như thế nào nó được tổng hợp, các loại và cấu trúc, chức năng
các RNA ribosomehoặc ribosome, trong sinh học tế bào, là thành phần cấu trúc quan trọng nhất của ribosome. Do đó, chúng có vai trò không thể thiếu trong quá trình tổng hợp protein và có nhiều nhất liên quan đến các loại RNA chính khác: truyền tin và chuyển giao.
Sự tổng hợp protein là một sự kiện quan trọng trong tất cả các sinh vật sống. Trước đây, người ta tin rằng RNA ribosome không tham gia tích cực vào hiện tượng này và nó chỉ đóng vai trò cấu trúc. Ngày nay, có bằng chứng cho thấy RNA có chức năng xúc tác và là chất xúc tác thực sự của quá trình tổng hợp protein.
Ở sinh vật nhân chuẩn, các gen tạo ra loại RNA này được tổ chức trong một vùng của nhân gọi là nucleolus. Các loại RNA thường được phân loại tùy thuộc vào hành vi của chúng trong quá trình lắng, đó là lý do tại sao chúng được kèm theo chữ S của "đơn vị Svedberg"..
Chỉ số
- 1 loại
- 1.1 Đơn vị Svedberg
- 1.2 Prokaryote
- 1.3 Sinh vật nhân chuẩn
- 2 Nó được tổng hợp như thế nào?
- 2.1 Vị trí của gen
- 2.2 Bắt đầu phiên mã
- 2.3 Độ giãn dài và kết thúc phiên mã
- 2.4 Sửa đổi sau phiên mã
- 3 cấu trúc
- 4 chức năng
- 5 khả năng áp dụng
- 6 tiến hóa
- 7 tài liệu tham khảo
Các loại
Một trong những khác biệt nổi bật nhất giữa các dòng sinh vật nhân chuẩn và sinh vật nhân sơ là thành phần về mặt RNA của ribosome cấu thành nên các ribosome của chúng. Prokaryote có ribosome nhỏ hơn, trong khi ribosome ở sinh vật nhân chuẩn lớn hơn.
Ribosome được chia thành các tiểu đơn vị lớn và nhỏ. Loại nhỏ chứa một phân tử RNA ribosome, trong khi loại lớn hơn chứa phân tử lớn hơn và hai phân tử nhỏ hơn, trong trường hợp sinh vật nhân chuẩn.
RNA ribosome nhỏ nhất ở vi khuẩn có thể có từ 1500 đến 3000 nucleotide. Ở người, RNA ribosome đạt chiều dài dài hơn, từ 1800 đến 5000 nucleotide.
Ribosome là các thực thể vật lý nơi tổng hợp protein xảy ra. Chúng bao gồm khoảng 60% RNA ribosome. Phần còn lại là protein.
Đơn vị Svedberg
Trong lịch sử, RNA ribosome được xác định bởi hệ số lắng của các hạt lơ lửng được ly tâm trong điều kiện tiêu chuẩn, được ký hiệu bằng chữ S của "đơn vị Svedberg"..
Một trong những tính chất thú vị của đơn vị này là nó không phải là phụ gia, nghĩa là 10S cộng với 10S không phải là 20S. Vì lý do này, có một số nhầm lẫn liên quan đến kích thước cuối cùng của các ribosome.
Sinh vật nhân sơ
Trong vi khuẩn, vi khuẩn cổ, ty thể và lục lạp, đơn vị nhỏ của ribosome chứa RNA ribosome 16S. Trong khi tiểu đơn vị lớn chứa hai loài RNA ribosome: 5S và 23S.
Sinh vật nhân chuẩn
Mặt khác, Eukaryote, RNA ribosome 18S được tìm thấy trong tiểu đơn vị nhỏ và tiểu đơn vị lớn, 60S, chứa ba loại RNA ribosome: 5S, 5,8S và 28S. Trong dòng dõi này, ribosome thường lớn hơn, phức tạp hơn và phong phú hơn so với ở sinh vật nhân sơ.
Nó được tổng hợp như thế nào?
Vị trí của gen
RNA ribosome là thành phần trung tâm của ribosome, vì vậy sự tổng hợp của nó là một sự kiện không thể thiếu trong tế bào. Quá trình tổng hợp diễn ra trong nucleolus, một vùng bên trong nhân không bị giới hạn bởi màng sinh học.
Máy móc chịu trách nhiệm lắp ráp các đơn vị ribosome với sự có mặt của một số protein nhất định.
Các gen RNA ribosome được tổ chức theo các cách khác nhau tùy thuộc vào dòng dõi. Hãy nhớ lại rằng một gen là một đoạn DNA mã hóa cho kiểu hình.
Trong trường hợp vi khuẩn, các gen của RNA ribosome 16S, 23S và 5S được tổ chức và phiên mã cùng nhau trong một operon. Tổ chức "gen cùng nhau" này rất phổ biến trong gen của sinh vật nhân sơ.
Ngược lại, sinh vật nhân chuẩn, các sinh vật phức tạp hơn với nhân phân định màng, được tổ chức song song. Ở chúng ta, con người, các gen mã hóa RNA ribosome được tổ chức thành năm "nhóm" nằm trên nhiễm sắc thể 13, 14, 15, 21 và 22. Những vùng này được gọi là NOR.
Bắt đầu phiên âm
Trong tế bào, RNA polymerase là enzyme chịu trách nhiệm bổ sung nucleotide vào chuỗi RNA. Chúng tạo thành một phân tử trong số này từ phân tử DNA. Quá trình hình thành RNA theo DNA khi được tôi luyện được gọi là phiên mã. Có một số loại RNA polymerase.
Thông thường, quá trình phiên mã RNA ribosome được thực hiện bởi RNA polymerase I, ngoại trừ RNA ribosome 5S, có phiên mã được thực hiện bởi RNA polymerase III. 5S cũng có đặc điểm là nó được phiên mã ra khỏi nucleolus.
Các yếu tố thúc đẩy tổng hợp RNA bao gồm hai yếu tố giàu trình tự GC và vùng trung tâm, ở đây bắt đầu phiên mã.
Ở người, các yếu tố phiên mã cần thiết cho quá trình tham gia vào khu vực trung tâm và tạo ra phức hợp tiền khởi đầu, bao gồm hộp TATA và các yếu tố liên quan đến TBP.
Khi tất cả các yếu tố kết hợp với nhau, RNA polymerase I, cùng với các yếu tố phiên mã khác, liên kết với khu vực trung tâm của chất khởi động để tạo thành phức hợp khởi đầu.
Độ giãn dài và kết thúc phiên mã
Sau đó, bước thứ hai của quá trình phiên mã xảy ra: kéo dài. Ở đây bản sao phiên mã xảy ra và liên quan đến sự hiện diện của các protein xúc tác khác, chẳng hạn như topoisomerase.
Ở sinh vật nhân chuẩn, các đơn vị phiên mã của các gen ribosome có trình tự DNA ở đầu 3 with với trình tự được gọi là hộp Sal, cho biết kết thúc phiên mã.
Sau khi phiên mã các RNA ribosome được đặt hàng song song xảy ra, quá trình sinh học của các ribosome diễn ra trong nucleolus. Bản sao của các gen ribosome trưởng thành và liên kết với protein để tạo thành các đơn vị ribosome.
Trước khi chấm dứt, sự hình thành của một loạt "riboprotein" xảy ra. Như trong RNA thông tin, quá trình nối được hướng dẫn bởi các ribonucleoprotein nhỏ hoặc snRNP, vì từ viết tắt của nó trong tiếng Anh.
các nối đó là một quá trình trong đó các intron (các chuỗi không mã hóa) bị xóa thường là "làm gián đoạn" các exon (các chuỗi làm mã cho gen được đề cập).
Quá trình này dẫn đến các trung gian 20S chứa rRNA 18S và 32S, chứa rRNA 5,8S và 28S.
Sửa đổi sau phiên mã
Sau khi RNA ribosome bắt nguồn, chúng trải qua các sửa đổi bổ sung. Chúng liên quan đến quá trình methyl hóa (thêm một nhóm methyl) khoảng 100 nucleotide mỗi ribosome trong nhóm 2'-OH của ribosome. Ngoài ra, sự đồng phân hóa của hơn 100 uridine thành dạng giả pseudo-uridine xảy ra.
Cấu trúc
Giống như DNA, RNA bao gồm một cơ sở nitơ liên kết bởi liên kết cộng hóa trị với xương sống phốt phát.
Bốn cơ sở nitơ tạo thành chúng là adenine, cytosine, uracil và guanine. Tuy nhiên, không giống như DNA, RNA không phải là một phân tử hai băng, mà là một dải đơn giản.
Giống như RNA chuyển, RNA ribosome được đặc trưng bởi cấu trúc thứ cấp khá phức tạp, với các vùng liên kết cụ thể nhận ra RNA thông tin và RNA chuyển..
Chức năng
Chức năng chính của RNA ribosome là cung cấp cấu trúc vật lý cho phép lấy RNA thông tin và giải mã nó thành axit amin, để tạo thành protein.
Protein là các phân tử sinh học với một loạt các chức năng - từ vận chuyển oxy, chẳng hạn như huyết sắc tố, đến các chức năng hỗ trợ.
Khả năng ứng dụng
RNA ribosome được sử dụng rộng rãi, cả trong lĩnh vực sinh học phân tử và tiến hóa, và y học.
Nếu người ta muốn biết mối quan hệ phát sinh gen có nhiều vấn đề hơn giữa hai nhóm sinh vật - đó là, làm thế nào các sinh vật liên quan đến nhau, về mối quan hệ họ hàng - các gen RNA ribosome thường được sử dụng làm nhãn..
Chúng rất hữu ích như các dấu phân tử nhờ tốc độ tiến hóa thấp (loại trình tự này được gọi là "trình tự bảo tồn").
Trên thực tế, một trong những tái tạo phylogenetic nổi tiếng nhất trong lĩnh vực sinh học đã được Carl Woese và cộng tác viên thực hiện bằng cách sử dụng trình tự RNA ribosome 16S. Kết quả của nghiên cứu này cho phép phân chia các sinh vật sống thành ba lĩnh vực: vi khuẩn cổ, vi khuẩn và sinh vật nhân chuẩn..
Mặt khác, RNA ribosome thường là mục tiêu của nhiều loại kháng sinh được sử dụng trong lĩnh vực y học để chữa một loạt các bệnh. Thật hợp lý khi cho rằng bằng cách tấn công hệ thống sản xuất protein của vi khuẩn, nó sẽ bị ảnh hưởng ngay lập tức.
Sự tiến hóa
Người ta suy đoán rằng các ribosome, như chúng ta biết ngày nay, đã bắt đầu hình thành trong thời gian rất xa, gần với sự hình thành của LUCA (bằng chữ cái đầu của nó trong Tiếng Anh tổ tiên chung cuối cùng hoặc tổ tiên chung phổ biến cuối cùng).
Trên thực tế, một trong những giả thuyết liên quan đến nguồn gốc sự sống nói rằng sự sống bắt nguồn từ một phân tử RNA - vì nó có khả năng tự động hóa cần thiết để được coi là một trong những phân tử tiền thân của sự sống.
Các nhà nghiên cứu đề xuất rằng tiền chất của các ribosome hiện tại không chọn lọc với các axit amin, chấp nhận cả hai loại đồng phân l và d. Ngày nay, người ta biết rằng protein được hình thành độc quyền bởi các axit amin.
Ngoài ra, RNA ribosome có khả năng xúc tác phản ứng peptidyl transferase. Đặc tính này đóng vai trò là kho chứa nucleotide, kết hợp với khả năng xúc tác của nó, làm cho nó trở thành một yếu tố quan trọng trong quá trình tiến hóa của các dạng đầu tiên trên trái đất..
Tài liệu tham khảo
- Berg JM, Tymoczko JL, Stasher L. (2002). Hóa sinh Tái bản lần thứ 5 New York: W H Freeman. Mục 29.3, Ribosome là một hạt Ribonucleoprotein (70S) được làm từ một tiểu đơn vị nhỏ (30S) và lớn (50S). Có sẵn tại: ncbi.nlm.nih.gov
- Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Mời sinh học. Ed. Panamericana Y tế.
- Cáo, G. E. (2010). Nguồn gốc và sự phát triển của ribosome. Quan điểm của Cold Spring Harbor trong sinh học, 2(9), a003483.
- Hội trường, J. E. (2015). Sách giáo khoa về sinh lý học y tế của Guyton và Hall. Khoa học sức khỏe Elsevier.
- Luân Đôn, B. (1993). Gen Tập 1. Reverte.
- Tạm biệt, H. (2005). Sinh học tế bào và phân tử. Ed. Panamericana Y tế.
- Ramakrish Nam, V. (2002). Cấu trúc ribosome và cơ chế dịch mã. Tế bào, 108(4), 557-572.
- Tortora, G. J., Funke, B. R., & Case, C. L. (2007). Giới thiệu về vi sinh. Ed. Panamericana Y tế.
- Wilson, D. N., & Cate, J. H. D. (2012). Cấu trúc và chức năng của ribosome nhân chuẩn. Quan điểm của Cold Spring Harbor trong sinh học, 4(5), a011536.