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3.6.1: Ribosomen - Biologie


LERNZIELE

  • Vergleichen und kontrastieren Sie Ribosomenstruktur und -funktion in Prokaryoten und Eukaryoten

Ribosomen sind winzige kugelförmige Organellen, die Proteine ​​​​bilden, indem sie Aminosäuren miteinander verbinden. Viele Ribosomen befinden sich frei im Zytosol, während andere an das raue endoplasmatische Retikulum angeheftet sind. Die Aufgabe des Ribosoms besteht darin, Boten-RNA (mRNA) mit Hilfe von tRNA in Proteine ​​zu übersetzen. Bei Eukaryoten finden sich Ribosomen häufig im Zytosol einer Zelle, dem endoplasmatischen Retikulum oder mRNA sowie der Matrix der Mitochondrien. An jedem dieser Orte synthetisierte Proteine ​​erfüllen eine andere Rolle in der Zelle. Auch bei Prokaryoten finden sich Ribosomen im Zytosol. Dieses Protein synthetisierende Organell ist das einzige Organell, das sowohl in Prokaryonten als auch in Eukaryonten gefunden wird, was die Tatsache bestätigt, dass das Ribosom ein Merkmal ist, das sich früh entwickelt hat und höchstwahrscheinlich beim gemeinsamen Vorfahren von Eukaryonten und Prokaryonten vorhanden ist. Ribosomen sind nicht membrangebunden.

Ribosomen bestehen aus zwei Untereinheiten, einer großen und einer kleinen, die erst während der Proteinsynthese aneinander binden. Der Zweck des Ribosoms besteht darin, die eigentliche Botschaft und den geladenen Aminoacyl-tRNA-Komplex aufzunehmen, um das Protein zu erzeugen. Dazu haben sie drei Bindungsstellen. Einer ist für die mRNA; die anderen beiden sind für die tRNA. Die Bindungsstellen für tRNA sind die A-Stelle, die den Aminoacyl-tRNA-Komplex enthält, und die P-Stelle, die an die an die wachsende Polypeptidkette gebundene tRNA bindet.

Bei den meisten Bakterien ist die zahlreichste intrazelluläre Struktur das Ribosom, das in allen lebenden Organismen der Ort der Proteinsynthese ist. Alle Prokaryoten haben 70S (wobei S = Svedberg-Einheiten) Ribosomen, während Eukaryoten größere 80S-Ribosomen in ihrem Zytosol enthalten. Das 70S-Ribosom besteht aus einer 50S- und 30S-Untereinheit. Die 50S-Untereinheit enthält die 23S- und 5S-rRNA, während die 30S-Untereinheit die 16S-rRNA enthält. Diese rRNA-Moleküle unterscheiden sich in der Größe in Eukaryoten und sind mit einer großen Anzahl ribosomaler Proteine ​​komplexiert, deren Anzahl und Art zwischen Organismen leicht variieren können. Das Ribosom ist der am häufigsten beobachtete intrazelluläre Multiproteinkomplex in Bakterien.

Die Ribosomenanordnung besteht aus der Transkription, Translation, der Faltung von rRNA und ribosomalen Proteinen, der Bindung von ribosomalen Proteinen und der Bindung und Freisetzung der Assemblierungskomponenten, um das Ribosom herzustellen. In-vivo-Zusammenbau der 30S-Untereinheit hat zwei Zwischenprodukte (p130S und p230S) und die 50S-Untereinheit hat drei Zwischenprodukte (p150S, p250S und p350S). Die Rekonstitutionszwischenprodukte sind jedoch nicht die gleichen wie in vitro. Die Zwischenprodukte der 30S-Untereinheit ergeben 21S- und 30S-Partikel, während die Zwischenprodukte der 50S-Untereinheit 32S-, 43S- und 50S-Partikel ergeben. Die Zwischenprodukte beim in-vivo-Zusammenbau sind Vorläufer-rRNA, die sich von in vitro unterscheidet, bei der gereifte rRNA verwendet wird. Um den Mechanismus der Ribosomenanordnung zu vervollständigen, wird diese Vorläufer-rRNA in die Polysomen umgewandelt.

Wichtige Punkte

  • Alle Prokaryoten haben 70S (wobei S = Svedberg-Einheiten) Ribosomen, während Eukaryoten größere 80S-Ribosomen in ihrem Zytosol enthalten. Das 70S-Ribosom besteht aus einer 50S- und 30S-Untereinheit.
  • Ribosomen spielen eine Schlüsselrolle bei der Katalyse zweier wichtiger und entscheidender biologischer Prozesse. Peptidyltransfer und Peptidylhydrolyse.
  • Ribosomen sind winzige kugelförmige Organellen, die Proteine ​​​​bilden, indem sie Aminosäuren miteinander verbinden. Viele Ribosomen befinden sich frei im Zytosol, während andere an das raue endoplasmatische Retikulum angeheftet sind.

Schlüsselbegriffe

  • Ribosom: Kleine Organellen in allen Zellen gefunden; an der Produktion von Proteinen durch die Übersetzung von Boten-RNA beteiligt.
  • Übersetzung: Ein im Ribosom ablaufender Prozess, bei dem ein Strang von Boten-RNA (mRNA) den Zusammenbau einer Sequenz von Aminosäuren zu einem Protein steuert.
  • Svedberg: Die Svedberg-Einheit (S) bietet ein Maß für die Partikelgröße basierend auf ihrer Bewegungsgeschwindigkeit in einem Rohr, das einer hohen g-Zahl ausgesetzt ist.

11 Molekularbiologie des Gens

Molekularbiologie ist der Zweig der Biologie, der sich mit den molekularen Grundlagen der biologischen Aktivität in und zwischen Zellen befasst, einschließlich molekularer Synthese, Modifikation, Mechanismen und Wechselwirkungen. Die Molekularbiologie entstand als Versuch, die Fragen nach den Mechanismen der genetischen Vererbung und der Struktur eines Gens zu beantworten. 1953 veröffentlichten James Watson und Francis Crick die Doppelhelixstruktur der DNA mit freundlicher Genehmigung der Röntgenkristallographie-Arbeit von Rosalind Franklin und Maurice Wilkins. Watson und Crick beschrieben die Struktur der DNA und die Wechselwirkungen innerhalb des Moleküls. Diese Veröffentlichung hat die Forschung in der Molekularbiologie beschleunigt und das Interesse an diesem Thema gesteigert.

Nukleinsäuren sind Biopolymere, die für alle bekannten Lebensformen essentiell sind. Der Begriff Nukleinsäure ist die allgemeine Bezeichnung für DNA und RNA. Sie bestehen aus Nukleotiden, den Monomeren, die aus drei Komponenten bestehen: einem 5-Kohlenstoff-Zucker, einer Phosphatgruppe und einer stickstoffhaltigen Base. Wenn der Zucker eine zusammengesetzte Ribose ist, ist das Polymer RNA (Ribonukleinsäure), wenn der Zucker als Desoxyribose von Ribose abgeleitet ist, ist das Polymer DNA (Desoxyribonukleinsäure).

In einer einflussreichen, 1941 veröffentlichten Arbeit schlugen George Beadle und Edward Tatum die Idee vor, dass Gene durch die Produktion von Enzymen wirken, wobei jedes Gen für die Produktion eines einzelnen Enzyms verantwortlich ist, das wiederum einen einzelnen Schritt in einem Stoffwechselweg beeinflusst. Das Konzept entstand aus der Arbeit an genetischen Mutationen im Schimmelpilz Neurospora crassa, und wurde anschließend von ihrem Mitarbeiter Norman Horowitz als „Ein Gen-ein Enzym-Hypothese“ bezeichnet. Im Jahr 2004 erinnerte sich Norman Horowitz daran, dass „diese Experimente die Wissenschaft dessen begründeten, was Beadle und Tatum ‚biochemische Genetik‘ nannten oft als erstes bedeutendes Ergebnis in der sogenannten Molekularbiologie angesehen. Obwohl sie äußerst einflussreich war, wurde die Hypothese bald nach ihrem Vorschlag als zu stark vereinfacht erkannt. Selbst die anschließende Neuformulierung der Hypothese „ein Gen – ein Polypeptid“ gilt heute als zu einfach, um die Beziehung zwischen Genen und Proteinen zu beschreiben. Indem sie den Genen eine Lehrrolle zuschrieben, räumten Beadle und Tatum den Genen implizit eine informationelle Fähigkeit ein. Diese Erkenntnis lieferte die Grundlage für das Konzept eines genetischen Codes. Aber erst als die Experimente zeigten, dass die DNA das genetische Material ist, dass Proteine ​​aus einer definierten linearen Sequenz von Aminosäuren bestehen und dass die DNA-Struktur eine lineare Abfolge von Basenpaaren enthält, gab es eine klare Grundlage für die Lösung der genetischer Code.

Indem sie den Genen eine Lehrrolle zuschrieben, räumten Beadle und Tatum den Genen implizit eine informationelle Fähigkeit ein. Diese Erkenntnis lieferte die Grundlage für das Konzept eines genetischen Codes. Aber erst als die Experimente zeigten, dass die DNA das genetische Material ist, dass Proteine ​​aus einer definierten linearen Sequenz von Aminosäuren bestehen und dass die DNA-Struktur eine lineare Abfolge von Basenpaaren enthält, gab es eine klare Grundlage für die Lösung der genetischer Code.

Obwohl bekannt war, dass Gene auf Chromosomen existieren, bestehen Chromosomen sowohl aus Protein als auch aus DNA, und die Wissenschaftler wussten nicht, welches der beiden für die Vererbung verantwortlich ist. 1928 entdeckte Frederick Griffith das Phänomen der Transformation: Tote Bakterien konnten genetisches Material übertragen, um andere noch lebende Bakterien zu „transformieren“. Sechzehn Jahre später, im Jahr 1944, identifizierte das Avery-MacLeod-McCarty-Experiment die DNA als das für die Transformation verantwortliche Molekül. Die Rolle des Zellkerns als Speicher für genetische Informationen in Eukaryoten wurde 1943 von Hämmerling in seiner Arbeit an der einzelligen Alge Acetabularia festgestellt. Das Hershey-Chase-Experiment im Jahr 1952 bestätigte, dass DNA (und nicht Protein) das genetische Material der Viren ist, die Bakterien infizieren, was weitere Beweise dafür liefert, dass DNA das für die Vererbung verantwortliche Molekül ist.

James Watson und Francis Crick bestimmten 1953 die Struktur der DNA unter Verwendung der Röntgenkristallographie-Arbeit von Rosalind Franklin und Maurice Wilkins, die darauf hinwies, dass die DNA eine helikale Struktur hat (d. h. die Form eines Korkenziehers). Ihr Doppelhelix-Modell hatte zwei DNA-Stränge mit nach innen gerichteten Nukleotiden, die jeweils mit einem komplementären Nukleotid auf dem anderen Strang übereinstimmten, um etwas zu bilden, das wie Sprossen auf einer verdrehten Leiter aussieht. Diese Struktur zeigte, dass genetische Informationen in der Nukleotidsequenz auf jedem DNA-Strang vorhanden sind. Die Struktur legte auch eine einfache Methode zur Replikation nahe: Wenn die Stränge getrennt werden, können für jeden neue Partnerstränge basierend auf der Sequenz des alten Strangs rekonstruiert werden. Diese Eigenschaft verleiht der DNA ihre halbkonservative Natur, bei der ein Strang der neuen DNA von einem ursprünglichen Elternstrang stammt.

Abbildung 11.1: Eine Cartoon-Darstellung von DNA basierend auf Atomkoordinaten von PDB 1BNA, gerendert mit dem Open-Source-Molekularvisualisierungstool PyMol.

Obwohl die Struktur der DNA zeigte, wie die Vererbung funktioniert, war noch nicht bekannt, wie die DNA das Verhalten von Zellen beeinflusst. In den folgenden Jahren versuchten Wissenschaftler zu verstehen, wie die DNA den Prozess der Proteinproduktion steuert. Es wurde entdeckt, dass die Zelle DNA als Vorlage verwendet, um passende Boten-RNA zu erzeugen, Moleküle mit Nukleotiden, die der DNA sehr ähnlich sind. Die Nukleotidsequenz einer Boten-RNA wird von Ribosomen als Matrize verwendet, um eine Aminosäuresequenz im Protein zu erzeugen. Diese Korrespondenz zwischen Nukleotidsequenzen und Aminosäuresequenzen ist als genetischer Code bekannt.

Mit dem neu gewonnenen molekularen Verständnis der Vererbung kam es zu einer Explosion der Forschung. Eine wichtige Entwicklung war die Kettenabbruch-DNA-Sequenzierung im Jahr 1977 durch Frederick Sanger. Diese Technologie ermöglicht es Wissenschaftlern, die Nukleotidsequenz eines DNA-Moleküls zu lesen. 1983 entwickelte Kary Banks Mullis die Polymerase-Kettenreaktion, die eine schnelle Methode zur Isolierung und Amplifikation eines bestimmten DNA-Abschnitts aus einer Mischung bietet. Die Bemühungen des Human Genome Project, Department of Energy, NIH, und parallele private Bemühungen von Celera Genomics führten 2003 zur Sequenzierung des menschlichen Genoms.


Ribosomen

Patrick unterrichtet seit 14 Jahren AP Biologie und ist Gewinner mehrerer Lehrpreise.

Ribosomen sind für die Synthese von Proteinen und die Bildung von Aminosäuren verantwortlich. Dieser Vorgang wird auch als Translation bezeichnet und findet nach der DNA-Replikation und -Transkription statt. Ribosomen lesen, während sie sich entlang der Boten-RNA-Matrize bewegen, die verwendet wird, um eine bestimmte DNA-Sequenz zu kopieren und eine Aminosäurekette zu produzieren.

Einer der grundlegendsten Prozesse einer Zelle ist die Proteinsynthese und das Schlüsselorganell dafür ist das Ribosom. Es ist das, was physikalisch Aminosäuren zusammensetzt, um die langen Ketten eines Proteins zu bilden. Nun, wo befindet es sich? Es schwebt in der Zelle herum. Wenn wir uns diese Zelle hier ansehen, können Sie sehen, dass ein Haufen kleiner Ribosomen im Zytoplasma herumschwimmt die dem rauen ER die raue Textur verleihen, also was macht es? Nun, wenn wir einen Blick hier werfen, können wir sehen, dass es den Anweisungen eines Boten-RNA-Moleküls folgt, das aus dem Kern kam, also sind die Ribosomen die Marionette der DNA und die RNA überträgt diese Nachricht an die Ribosomen, damit sie sie weiterleiten können Folgen.

Wenn wir uns diese Struktur hier ansehen, sehen wir hier dieses rote Ding, das ich bereits als Boten-RNA identifiziert habe. Dieses blaue Ding mit seiner kleinen Aminosäure und dem daran gebundenen Thiamin, das ist die Transfer-RNA. Die beiden orangefarbenen Substanzen sind die beiden Teile oder Untereinheiten eines Ribosoms. Jetzt fragen Sie sich vielleicht, wie nennen wir diese beiden Untereinheiten? Nun, die Wissenschaftler sahen es sich an und sagten: "Nun, das hier ist größer, nennen wir es die große Untereinheit, dieses kleine Kleine nennen wir die kleine Untereinheit", weil ich denke, sie waren keine Schotten. Die meisten Ribosomen haben also zwei Untereinheiten, die große Untereinheit und die kleine Untereinheit, die ich jetzt besprochen habe, und ich habe dort gezögert, als ich über die Ribosomen sprach, weil es eigentlich zwei verschiedene Arten von Ribosomen gibt.

Es gibt die Ribosomen, die in Prokaryoten wie Bakterien gefunden werden, und ihre großen Untereinheiten sind nur ein bisschen kleiner als die große Untereinheit von eukaryotischen Zellen wie mir. Wir haben einen Kern und unsere große Untereinheit ist größer als die große Untereinheit der Prokaryonten. In ähnlicher Weise ist die Untereinheit, die kleine Untereinheit von Prokaryoten, etwas kleiner als die kleine Untereinheit von eukaryotischen Zellen.

Nun, die Messenger-RNA, die Sie vielleicht erraten können, besteht aus RNA, TRNA ist Transfer-RNA, auch sie besteht aus RNA Können Sie erraten, aus welchem ​​​​Molekül der Großteil der Ribosomen besteht? Ja, du hast es! seine RRNA, die für ribosomale RNA steht. Es gibt ein paar andere Proteine, die zusammen mit dem Ribosom oder der RNA helfen, die Addition von Aminosäuren aneinander zu katalysieren, was uns die Struktur und Funktion eines Ribosoms verleiht.


Biogenese von Ribosomen (282 Wörter) | Biologie

Die Synthese von Ribosomen in Eukaryoten ist kompliziert und findet im Nukleolus statt. Nukleolen verschwinden während der Mitose, aber in der Telophase werden neue Nukleolen an bestimmten chromosomalen Stellen gebildet, die als nukleoläre Organisatoren bezeichnet werden und sich in sekundären Verengungen auf den Chromosomen befinden.

Bild mit freundlicher Genehmigung: images.fineartamerica.com/images-medium-large/sem-of-ribosomen-science-source.jpg

Von diesen nukleolären Organisatoren ist bekannt, dass sie Gene für 18S-, 28S- und 5.8S-rRNAs enthalten. In Xenopus enthält jeder nukleoläre Organizer 450 rRNA-Gene. Diese Gene werden tandemartig entlang des DNA-Moleküls (d. h. von Kopf bis Schwanz) wiederholt und sind voneinander durch Abschnitte von Spacer-DNA getrennt, die nicht transkribiert wird.

Diese rRNA-Gene werden aktiv transkribiert und entstehende RNA-Ketten werden senkrecht zur DNA-Achse gespreizt. Jedes Gen wird in ein langes RNA-Molekül (variiert in der Größe von 40S bis 45S je nach Spezies) transkribiert, das schließlich prozessiert wird, was zu 18S-, 28S- und 5.8S-RNA führt. Nukleoläre rRNA-Gene werden von RNA-Polymerase I transkribiert und diese Polymerasemoleküle (etwa 100 pro Gen) können am Ursprung jeder entstehenden RNA-Kette gesehen werden.

Gene, die für 5S-RNA kodieren, befinden sich nicht im Nukleolus. Die 5S-Gene werden auch entlang des DNA-Moleküls tandemartig wiederholt und durch Spacer-DNA voneinander getrennt. Die 5S-RNA wird von der RNA-Polymerase III auf den Chromosomen transkribiert und dann zum Nukleolus transportiert, wo sie in die unreifen großen ribosomalen Untereinheiten eingebaut wird.

Die 70 ribosomalen Proteine ​​werden im Zytoplasma synthetisiert. Alle diese Komponenten (18S, 5.8S, 28S, 5S und 70S) sammeln sich im Nukleolus, wo sie zu Ribosomen zusammengesetzt und in das Zytoplasma transportiert werden. Die Ribosomenbiogenese ist somit ein markantes Beispiel für die Koordination auf zellulärer und molekularer Ebene.


Ribosomen: Entdeckung, Vorkommen und Funktionen

In diesem Artikel werden wir diskutieren über:- 1. Entdeckung von Ribosomen 2. Vorkommen von Ribosomen 3. Funktionen.

Entdeckung von Ribosomen:

Ribosomen wurden von Robinson und Brown (1953) in Pflanzenzellen und von Palade (1955) in Tierzellen entdeckt. Palade (1955) prägte auch den Begriff des Ribosoms. In einer Zelle kommt eine große Anzahl von Ribosomen vor. Zum Beispiel enthält eine einzelne Zelle des Bakteriums Escherichia coli 20000-30000 Ribosomen. Ihre Zahl in eukaryotischen Zellen ist um ein Vielfaches höher.

Ribosomen sind nackte protoplasmatische Ribonukleoproteinpartikel (RNP) mit einer Länge von 200-340 und einem Durchmesser von 170-240 , die als Stellen für die Protein- oder Polypeptidsynthese fungieren. Ribosomen werden im Volksmund als Proteinfabriken bezeichnet. Sie haben einen subsphärischen Umriss. Eine Deckmembran fehlt. Jedes Ribosom besteht aus zwei ungleichen Untereinheiten, einer größeren kuppelförmigen und einem kleineren abgeflachten Ellipsoid.

Die große Untereinheit hat eine Ausstülpung, einen Grat und einen Stiel. Die kleinere Untereinheit besitzt eine Plattform, eine Spalte, einen Kopf und eine Basis. Es ist etwa halb so groß wie eine größere Untereinheit.

Die kleinere Untereinheit passt an einem Ende wie eine Kappe über die größere (Abb. 8.40). Mg2+ wird für die Bindung der beiden Untereinheiten benötigt (unterhalb von 0,0001 M Mg2+ dissoziieren die beiden Untereinheiten, während oberhalb dieser Stärke die Ribosomen zu Dimeren zusammenlaufen können Abb. 8.39).

Vorkommen von Ribosomen:

Ribosomen können einzeln als Monosomen oder in Rosetten und helikalen Gruppen auftreten, die als Polyribosomen oder Polysomen (Gk. poly- many, Somabody) bezeichnet werden.

Die verschiedenen Ribosomen eines Polyribosoms sind mit einem 10-20 A dicken Botenstoff- oder mRNA-Strang verbunden (Abb. 8.41). Die Aufrechterhaltung von Polyribosomen erfordert Energie. Polyribosomen werden während Perioden aktiver Proteinsynthese gebildet, wenn eine Anzahl von Kopien desselben Polypeptids benötigt wird.

Ribosomen kommen in allen lebenden Zellen vor, mit Ausnahme von Erythrozyten oder roten Blutkörperchen von Säugetieren. Je nach Ort ihres Vorkommens gibt es zwei Arten von Ribosomen, zytoplasmatisch und organell. Die Organellenribosomen kommen in Plastiden (Plastidenribosomen) und Mitochondrien (Mitoribosomen) vor.

Die zytoplasmatischen Ribosomen (Cytoribosomen) können in der zytoplasmatischen Matrix frei bleiben oder mit Hilfe eines speziellen Ribophorins oder SRP-Proteins an die zytosolische Oberfläche des endoplasmatischen Retikulums angeheftet werden.

Die Anlagerung erfolgt über größere oder 60 S-Untereinheiten. Verschiedene Arten von Ribosomen können verschiedene Arten von Proteinen produzieren, z. B. Strukturproteine ​​aus freien zytoplasmatischen Ribosomen und globuläre Proteine ​​aus Ribosomen, die an ER gebunden sind.

Die gebundenen Ribosomen übertragen ihre Proteine ​​im Allgemeinen auf Zisternen des endoplasmatischen Retikulums, um sie zu anderen Teilen sowohl innerhalb als auch außerhalb der Zelle zu transportieren. Sie werden auch an intrazelluläre Organellen wie Zellkern, Mitochondrien und Chloroplasten gesendet. Neu synthetisierte Proteine ​​werden bei ihrer Faltung und ihrem Transport durch spezielle Proteine, sogenannte Chaperone, unterstützt.

Die Größe der Ribosomen wird durch den Sedimentationskoeffizienten in der Zentrifuge bestimmt. Sie wird als Svedberg-Einheit namens S (S = 1 x 10 -13 Sek.) gemessen. Die zytoplasmatischen Ribosomen von Eukaryoten sind 80 S.

Sie haben eine Größe von 300 – 340 Ax 200 – 240 A und eine Masse von 4,0 – 4,5 Millionen Dalton. Die zytoplasmatischen Ribosomen von Prokaryoten (PPLO, Bakterien und Blaualgen) sind 70 S. Die Größe beträgt 200-290 A x 170-210 A und die Masse beträgt 2,7-3,0 Millionen Dalton (Abb. 8.42).

Die Organellen-Ribosomen sind ebenfalls 70 S, aber in Säugetier-Mitochondrien haben sie einen Sedimentationskoeffizienten von 55 S. Die beiden Untereinheiten von 80 S-Ribosomen sind 60S und 40S, während 70S-Ribosomen 50S- und 30S-Untereinheiten haben. Zwischen den beiden Untereinheiten tritt ein Tunnel zur Passage von mRNA auf. Die größere Untereinheit hat eine Rille zum Herausschieben des neu synthetisierten Polypeptids.

Ein Ribosom hat vier Stellen für spezifische Bindungen:

(ii) Eine oder eine Aminoacyl-Stelle zum Binden an neu angekommene Aminosäure-tragende tRNA.

(iii) P oder Peptidylstelle mit tRNA, die wachsendes Polypeptid trägt,

(iv) E oder Austrittsstelle für freigesetzte tRNA, bevor sie das Ribosom verlässt.

80S-Ribosomen werden im Nukleolus synthetisiert. Proteine ​​stammen aus Zytoplasma. 5S-RNA wird separat synthetisiert, während andere vom Nukleolus gebildet werden. 80S-Ribosomen werden im Nukleolus nicht funktionsfähig.

Ihre Untereinheiten treten aus dem Zellkern heraus und werden im Zyto-­plasma funktionsfähig. 70S-Ribosomen von Prokaryoten werden im Zytoplasma gebildet, während diejenigen von halbautonomen Zellorganellen in ihrer Matrix gebildet werden.

Chemisch gesehen besteht ein Ribosom aus zwei Teilen, Proteinen und rRNA. Auch die Ribosomen von Leberzellen können zu 5-10% Lipide enthalten. Normalerweise ist in 70S-Ribosomen mehr rRNA vorhanden als in Protein (60-65: 35-40), während das Gegenteil für 80S-Ribos und Shysomen (40-44: 56-60) der Fall ist. Die 40S-Untereinheit des 80S-Ribosoms enthält 33 Proteinmoleküle und eine einzelne 18S-rRNA.

Die 30S-Untereinheit des 70S-Ribosoms besitzt 21 Proteinmoleküle und 16S-rRNA. Die 60S-Untereinheit des 80S-Ribosoms hat 40 Proteinmoleküle und drei Arten von rRNAs - 28S, 5.8S und 5S. Die 50S-Untereinheit des 70S-Ribosoms enthält 34 Proteinmoleküle und zwei Arten von rRNAs – 23S und 5S. Proteine ​​sind sowohl strukturell als auch enzymatisch.

Funktionen von Ribosomen:

(i) Proteinfabriken:

Ribosomen sind Stellen für die Polypeptid- oder Proteinsynthese.

(ii) Freie und gebundene Ribosomen:

Freie Ribosomen synthetisieren strukturelle und enzymatische Proteine ​​zur Verwendung innerhalb der Zelle. Die angehängten Ribosomen synthetisieren Proteine ​​für den Transport,

(iii) Enzyme und Faktoren:

Ribosomen liefern Enzyme (z. B. Peptidyltransferees) und Faktoren für die Kondensation von Aminosäuren zu Polypeptiden,

Ribosom enthält rRNAs zur Bereitstellung von Bindungspunkten an mRNA und tRNAs.

Ribosom hat einen Tunnel für mRNA, damit es richtig translatiert werden kann,

(vi) Schutz:

Neu synthetisiertes Polypeptid wird vor zytoplasmatischen Enzymen geschützt, indem es in die Furche einer größeren Untereinheit des Ribosoms eingeschlossen wird, bis es die Sekundärstruktur erreicht.


Schlussfolgerungen

Ribosomenkollisionen sind in schnell proliferierenden Hefezellen weit verbreitet, insbesondere auf mRNA mit hohem ribosomalen Fluss. Ribosomenkollisionen treten tendenziell an Stoppcodons auf und stehen oft im Zusammenhang mit der Translationsvervollständigung von α-Helices. Eine große Anzahl kollidierter Ribosomen ist strukturell nicht in der Lage, den RQC-Weg auszulösen, stattdessen werden sie oft mit Chaperonen in Verbindung gebracht, die wahrscheinlich bei der kotranslationalen Proteinfaltung helfen. Zusammengefasst bieten wir einen Mechanismus, der Chaperone die Translationselongationsrate durch Ribosomenkollisionen erfasst, um zu bestimmen, welche Protein-/Peptidregionen eine cotranslationale Faltung erfordern.


Abschnittszusammenfassung

Lebewesen basieren auf Kohlenstoff, weil Kohlenstoff eine so herausragende Rolle in der Chemie der Lebewesen spielt. Die vier kovalenten Bindungsstellen des Kohlenstoffatoms können zu einer Vielzahl von Verbindungen mit vielen Funktionen führen, die die Bedeutung von Kohlenstoff in Lebewesen erklären. Kohlenhydrate sind eine Gruppe von Makromolekülen, die eine lebenswichtige Energiequelle für die Zelle sind, vielen Organismen strukturelle Unterstützung bieten und auf der Zelloberfläche als Rezeptoren oder zur Zellerkennung zu finden sind. Kohlenhydrate werden in Abhängigkeit von der Anzahl der Monomere im Molekül in Monosaccharide, Disaccharide und Polysaccharide eingeteilt.

Lipide sind eine Klasse von Makromolekülen, die von Natur aus unpolar und hydrophob sind. Zu den wichtigsten Typen gehören Fette und Öle, Wachse, Phospholipide und Steroide. Fette und Öle sind eine gespeicherte Form von Energie und können Triglyceride enthalten. Fette und Öle bestehen in der Regel aus Fettsäuren und Glycerin.

Proteine ​​sind eine Klasse von Makromolekülen, die eine Vielzahl von Funktionen für die Zelle erfüllen können. Sie helfen im Stoffwechsel, indem sie strukturelle Unterstützung leisten und als Enzyme, Träger oder Hormone wirken. Die Bausteine ​​von Proteinen sind Aminosäuren. Proteine ​​sind auf vier Ebenen organisiert: primär, sekundär, tertiär und quaternär. Form und Funktion von Proteinen sind eng miteinander verbunden. Jede Formänderung, die durch Temperatur-, pH- oder chemische Einwirkungen verursacht wird, kann zu Proteindenaturierung und Funktionsverlust führen.

Nukleinsäuren sind Moleküle, die aus sich wiederholenden Nukleotideinheiten bestehen, die zelluläre Aktivitäten wie Zellteilung und Proteinsynthese steuern. Jedes Nukleotid besteht aus einem Pentosezucker, einer stickstoffhaltigen Base und einer Phosphatgruppe. Es gibt zwei Arten von Nukleinsäuren: DNA und RNA.

Übungen

Glossar

Aminosäure: ein Monomer eines Proteins

Kohlenhydrat: ein biologisches Makromolekül, in dem das Verhältnis von Kohlenstoff zu Wasserstoff zu Sauerstoff 1:2:1 beträgt Kohlenhydrate dienen als Energiequelle und strukturelle Unterstützung in Zellen

Zellulose: ein Polysaccharid, das die Zellwände von Pflanzen bildet und der Zelle strukturellen Halt bietet

Chitin: eine Art von Kohlenhydrat, das das äußere Skelett von Arthropoden wie Insekten und Krebstieren und die Zellwände von Pilzen bildet

Denaturierung: der Formverlust eines Proteins aufgrund von Temperatur-, pH- oder Chemikalieneinwirkungen

Desoxyribonukleinsäure (DNA): ein doppelsträngiges Polymer aus Nukleotiden, das die Erbinformation der Zelle trägt

Disaccharid: zwei Zuckermonomere, die durch eine Peptidbindung miteinander verbunden sind

Enzym: ein Katalysator in einer biochemischen Reaktion, der normalerweise ein komplexes oder konjugiertes Protein ist

Fett: ein Lipidmolekül aus drei Fettsäuren und einem Glycerin (Triglycerid), das bei Raumtemperatur typischerweise in fester Form vorliegt

Glykogen: ein Speicherkohlenhydrat bei Tieren

Hormon: ein chemisches Signalmolekül, normalerweise ein Protein oder Steroid, das von einer endokrinen Drüse oder einer Gruppe endokriner Zellen sezerniert wird, dient zur Kontrolle oder Regulierung spezifischer physiologischer Prozesse

Lipide: eine Klasse von Makromolekülen, die unpolar und in Wasser unlöslich sind

Makromolekül: ein großes Molekül, das oft durch Polymerisation kleinerer Monomere entsteht

Monosaccharid: eine einzelne Einheit oder ein Monomer von Kohlenhydraten

Nukleinsäure: ein biologisches Makromolekül, das die genetische Information einer Zelle trägt und Anweisungen für die Funktion der Zelle trägt

Nukleotid: ein Nukleinsäuremonomer enthält einen Pentosezucker, eine Phosphatgruppe und eine stickstoffhaltige Base

Öl: ein ungesättigtes Fett, das bei Raumtemperatur flüssig ist

Phospholipid: ein Hauptbestandteil der Zellmembranen, bestehend aus zwei Fettsäuren und einer Phosphatgruppe, die an das Glycerinrückgrat gebunden ist

Polypeptid: eine lange Kette von Aminosäuren, die durch Peptidbindungen verbunden sind

Polysaccharid: eine lange Kette von Monosacchariden kann verzweigt oder unverzweigt sein

Protein: ein biologisches Makromolekül, das aus einer oder mehreren Aminosäureketten besteht

Ribonukleinsäure (RNA): ein einzelsträngiges Polymer von Nukleotiden, das an der Proteinsynthese beteiligt ist

gesättigte Fettsäure: ein langkettiger Kohlenwasserstoff mit einfachen kovalenten Bindungen in der Kohlenstoffkette die Anzahl der am Kohlenstoffgerüst gebundenen Wasserstoffatome wird maximiert

Stärke: ein Speicherkohlenhydrat in Pflanzen

Steroide: eine Art von Lipid, das aus vier kondensierten Kohlenwasserstoffringen besteht

Transfettsäure: eine Form von ungesättigtem Fett, bei der die Wasserstoffatome neben der Doppelbindung gegenüberliegend und nicht auf derselben Seite der Doppelbindung liegen

Triglycerid: ein Fettmolekül besteht aus drei Fettsäuren, die an ein Glycerinmolekül gebunden sind

ungesättigte Fettsäure: ein langkettiger Kohlenwasserstoff mit einer oder mehreren Doppelbindungen in der Kohlenwasserstoffkette


Schau das Video: Ribosomer - RNA - Aminosyrer (Januar 2022).