בביולוגיה, פעמים רבות אנו שומעים את המילה ריבוזום הקשורה לתרגום של גנים, RNA, חלבונים ואחרים. עם זאת, קשה להבין את כל הפעולות הללו מבלי להיות ברור לגבי מושגי היסוד. לכן אנו מקדישים מאמר זה כדי להסביר מהו ריבוזום.
כדי להשיג זאת, נדבר מעט על תפקודם ועל ריבוזומים של חיידקים. בנוסף, נדון במה הם מייצרים והיכן הם נמצאים. אם אתם מעוניינים בנושא או פשוט רוצים לדעת מהו ריבוזום, אין ספק שזה המאמר הנכון.
מהו ריבוזום ותפקידו?
כאשר אנו מדברים על ריבוזומים, אנו מתייחסים לאברונים ציטופלזמיים שאינם מתחומים על ידי קרום של rRNA (חומצה ריבונוקלאית) וחלבונים ריבוזומליים. יחד הם מהווים מכונה מולקולרית הנמצאת בכל התאים, למעט זרע. בזכותם ניתן לבצע את התרגום הדרוש לביטוי גנים. במילים אחרות: הריבוזומים אחראים על סינתזת החלבון דרך המידע הכלול ב- DNA. זה מגיע מועתק לריבוזום בצורה של mRNA (RNA messenger).
באשר לתפקוד הריבוזום, זהו תרגום או סינתזה של חלבונים. על מנת לבצע משימה זו, הריבוזומים משיגים את המידע הדרוש מ- mRNA, שכן רצף הנוקלאוטידים שלו יקבע בסופו של דבר את רצף חומצות האמינו של החלבון. לגבי רצף ה- RNA, זה מגיע מתעתיק של גן DNA. העברת RNA אחראית על הובלת חומצות אמינו לריבוזומים.
מה מייצרים הריבוזומים?
הפונקציה של הריבוזום היא בסיסית בקוד הגנטי. כפי שאמרנו בעבר, הוא אחראי על סינתזת החלבון, תהליך המכונה גם תרגום גנטי. לשם כך, הריבוזום קורא את המידע מ- mRNA ומשלב את חומצות האמינו של ה- RNA המועבר בחלבון שגדל כעת. לכן, הריבוזום מייצר חלבונים.
לפני שנמשיך עלינו לדעת זאת חומצות אמינו מרכיבות חלבונים. נכון להיום התגלו 20 חומצות אמינו בין כל היצורים החיים. בקוד הגנטי, חומצות אמינו מקודדות על ידי קודונים, שהם שלישיות של נוקלאוטידים. ישנם 64 קודונים המקודדים את כל חומצות האמינו ושלושה אותות להפסקת התרגום. לכן, הקוד מנוון ומספר קודונים שונים מגישים את אותה חומצת אמינו.
ריבוזום: סינתזת חלבון או תרגום
באופן כללי, תהליך התרגום מתחיל בקודון AUG, האחראי על קידוד של חומצת האמינו הנקראת מתיונין. הקודון המסמן את קצה החלבון הוא קודון העצירה. כמו ברוב האורגניזמים, כל קודון מקודד לאותה חומצת אמינו, הקוד הגנטי נחשב אוניברסלי.
שני חלקים של הריבוזום יוצאים מגרעין התא: יחידות המשנה הקטנות והעיקריות. אלה מוחזקים יחד על ידי חיובים. כאשר ריכוז המגנזיום (מג2+) פוחתת, שתי יחידות המשנה נוטות להיפרד.
מהם הריבוזומים של החיידקים?
ראשית נסביר היטב מהם חיידקים לפני שנדבר על הריבוזומים שלהם. גם כן, הם אורגניזמים חיים חד-תאיים פרוקריוטים, כלומר, אין להם גרעין. כדי לקבל מושג טוב יותר: החומר הגנטי של חיידקים, שתהיה מולקולת DNA מעגלית כפולה, הוא חופשי בתוך הציטופלזמה ואינו סגור בגרעין כפי שקורה בתאים אוקריוטיים.
כשאנחנו מסתכלים על חיידקים במיקרוסקופ, הם נראים כמו מוטות, ספירלות או כדורים. למרות מה שכמעט כולם מאמינים, רובם אינם מזיקים. פחות מאחוז אחד מהחיידקים גורמים למחלות. למעשה, הם חיוניים למערכות האקולוגיות הקיימות על פני כדור הארץ.
ריבוזומים חיידקיים ממשיכים לבצע את אותה פונקציה: סינתזת חלבון. רק שהפעם זה מתרחש בחיידקים. זהו תהליך חיוני לצמיחתו.
גידול חיידקי
ישנם בסך הכל שלושה שלבים שעוברים צמיחת חיידקים. אנו הולכים להגיב עליהם למטה כדי להבין טוב יותר את תפקידו הבסיסי של הריבוזום במקרה זה.
- שלב פיגור / שלב הסתגלות: אוכלוסיית חיידקים זקוקה לזמן הסתגלות כאשר היא נמצאת בסביבה חדשה המספקת את החומרים המזינים הדרושים לצמיחתה. במקרה זה, הצמיחה איטית ואילו התאים מתכוננים ליזום צמיחה מהירה. יתר על כן, זה כרוך בשיעור גבוה של ביוסינתזה של חלבונים, שם ריבוזומים נכנסים לשחק.
- שלב מעריכי: בשלב זה, צמיחת התאים מהירה ואקספוננציאלית. חומרי המזון עוברים חילוף חומרים במהירות הגבוהה ביותר האפשרית עד למיצוים, מה שמפנה את מקומו לשלב השלישי והאחרון.
- שלב נייח: בשלב הנייח, תאים מפחיתים בצורה דרסטית את פעילותם המטבולית ומתחילים להשתמש בחלבונים תאיים שאינם חיוניים כמקור אנרגיה. זוהי תקופת מעבר מצמיחה מהירה למצב תגובת לחץ. בו מופעל ביטוי של גנים הקשורים לתיקון DNA, הובלת חומרים מזינים וחילוף חומרים נוגדי חמצון.
לפיכך, ללא ריבוזומים, חיידקים לא יכלו אפילו להתחיל את צמיחתם.
היכן נמצאים ריבוזומים?
ישנם מקומות שונים בהם נמצאים ריבוזומים: ברשתית האנדופלזמית הגסה, במיטוכונדריה, בכלורופלסטים ובציטוזול. עם זאת, ניתן לראות אותם רק באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים, מכיוון שגודלם הוא 32 ננומטר במקרה של תאים אוקריוטיים ו -29 ננומטר בתאים פרוקריוטים. במבט תחת מיקרוסקופ אלקטרונים, הם צורתם עגולים וצפופי אלקטרונים. מצד שני, במיקרוסקופ אופטי נראה שהם אחראים לבזופיליה של תאים מסוימים.
אני מקווה שמאמר זה הבהיר עבורך מהו ריבוזום ומה תפקידו. עולם הביולוגיה והגנטיקה הוא עצום ודברים חדשים מתגלים בכל פעם. על מנת להבין אותם, כדאי שיהיה ידע בסיסי כמו לדעת מהו תרגום גנים ואיך זה עובד.