W biologii Wielokrotnie słyszymy słowo rybosom odnoszące się do translacji genów, RNA, białek i innych. Jednak trudno jest zrozumieć całą tę operację, nie mając jasności co do podstawowych pojęć. Dlatego zamierzamy poświęcić ten artykuł, aby wyjaśnić, czym jest rybosom.
Aby to osiągnąć, porozmawiamy trochę o ich funkcji oraz o rybosomach bakterii. Ponadto omówimy, co produkują i gdzie się znajdują. Jeśli interesuje Cię temat lub po prostu chcesz wiedzieć, czym jest rybosom, to niewątpliwie jest to właściwy artykuł.
Co to jest rybosom i jego funkcja?
Kiedy mówimy o rybosomach, mamy na myśli organelle cytoplazmatyczne, które nie są ograniczone błoną rRNA (kwas rybonukleinowy) i białkami rybosomalnymi. Razem tworzą molekularną maszynę znajdującą się we wszystkich komórkach z wyjątkiem plemników. Dzięki nim możliwe jest przeprowadzenie niezbędnej translacji do ekspresji genów. Innymi słowy: Za syntezę białek odpowiadają rybosomy poprzez informacje zawarte w DNA. To przybywa transkrybowane do rybosomu w postaci mRNA (informacyjny RNA).
Jeśli chodzi o funkcję rybosomu, jest to translacja lub synteza białek. Aby wykonać to zadanie, rybosomy uzyskują niezbędne informacje z mRNA, ponieważ jego sekwencja nukleotydowa ostatecznie określi sekwencję aminokwasów białka. Jeśli chodzi o sekwencję RNA, pochodzi ona z transkrypcji genu DNA. Transfer RNA jest odpowiedzialny za transport aminokwasów do rybosomów.
Co produkują rybosomy?
Funkcja rybosomu ma fundamentalne znaczenie w kodzie genetycznym. Jak powiedzieliśmy wcześniej, jest odpowiedzialny za syntezę białek, proces znany również jako translacja genów. Aby to zrobić, rybosom odczytuje informacje z mRNA i włącza aminokwasy przenoszącego RNA do białka, które obecnie rośnie. Dlatego rybosom wytwarza białka.
Zanim przejdziemy dalej, musimy to wiedzieć aminokwasy tworzą białka. Obecnie wśród wszystkich żywych istot odkryto 20 aminokwasów. W kodzie genetycznym aminokwasy są kodowane przez kodony, które są trojaczkami nukleotydów. Istnieją 64 kodony, które kodują wszystkie aminokwasy i trzy sygnały zatrzymujące translację. Dlatego kod jest zdegenerowany i kilka różnych kodonów obsługuje ten sam aminokwas.
Rybosom: synteza lub translacja białek
Ogólnie proces translacji rozpoczyna się od kodonu AUG, który jest odpowiedzialny za kodowanie aminokwasu zwanego metioniną. Kodon oznaczający koniec białka to kodon stop. Jak w większości organizmów, każdy kodon koduje ten sam aminokwas, kod genetyczny jest uważany za uniwersalny.
Z jądra komórkowego wychodzą dwie części rybosomu: Podjednostki mniejsze i większe. Są one trzymane razem przez zarzuty. Gdy stężenie magnezu (Mg2+) maleje, obie podjednostki mają tendencję do rozdzielania się.
Jakie są rybosomy bakterii?
Najpierw wyjaśnimy dobrze, czym są bakterie, zanim porozmawiamy o ich rybosomach. No więc, są prokariotycznymi jednokomórkowymi organizmami żywymi, to znaczy, że nie mają jądra. Aby uzyskać lepszy pomysł: materiał genetyczny bakterii, który byłby dwuniciową kolistą cząsteczką DNA, jest wolny w cytoplazmie i nie jest zamknięty w jądrze, jak ma to miejsce w przypadku komórek eukariotycznych.
Kiedy patrzymy na bakterie pod mikroskopem, wyglądają jak pręty, spirale lub kulki. Pomimo tego, w co prawie wszyscy wierzą, większość z nich nie jest szkodliwa. Mniej niż jeden procent bakterii powoduje choroby. W rzeczywistości są one niezbędne dla ekosystemów istniejących na Ziemi.
Bakteryjne rybosomy nadal pełnią tę samą funkcję: syntezę białek. Tylko tym razem zachodzi w bakteriach. Jest to niezbędny proces do jego wzrostu.
Wzrost bakterii
Istnieją łącznie trzy fazy, przez które przechodzi wzrost bakterii. Zamierzamy je skomentować poniżej, aby lepiej zrozumieć podstawową rolę rybosomu w tym przypadku.
- Faza opóźnienia / faza adaptacji: Populacja bakterii potrzebuje czasu na adaptację, gdy znajduje się w nowym środowisku, które dostarcza niezbędnych składników odżywczych do jej wzrostu. W tym przypadku wzrost jest powolny, podczas gdy komórki przygotowują się do zainicjowania szybkiego wzrostu. Ponadto wiąże się z wysokim tempem biosyntezy białek, w której w grę wchodzą rybosomy.
- Faza wykładnicza: W tej fazie wzrost komórek jest szybki i wykładniczy. Składniki odżywcze są metabolizowane z najwyższą możliwą prędkością, aż do wyczerpania, przechodząc do trzeciej i ostatniej fazy.
- Faza stacjonarna: W fazie stacjonarnej komórki drastycznie zmniejszają swoją aktywność metaboliczną i zaczynają wykorzystywać nieistotne białka komórkowe jako źródło energii. Jest to okres przejściowy od szybkiego wzrostu do stanu reakcji na stres. W nim aktywowana jest ekspresja genów związanych z naprawą DNA, transportem składników odżywczych i metabolizmem przeciwutleniaczy.
Tak więc bez rybosomów bakterie nie mogłyby nawet rozpocząć swojego wzrostu.
Gdzie znajdują się rybosomy?
Istnieją różne miejsca, w których znajdują się rybosomy: W szorstkiej siateczce endoplazmatycznej, w mitochondriach, w chloroplastach i w cytozolu. Można je jednak zobaczyć tylko pod mikroskopem elektronowym, gdyż ich wielkość wynosi 32 nanometry w przypadku komórek eukariotycznych i 29 nanometrów w przypadku komórek prokariotycznych. Oglądane pod mikroskopem elektronowym mają okrągły kształt i gęstość elektronową. Z drugiej strony pod mikroskopem optycznym widać, że są one odpowiedzialne za bazofilię niektórych komórek.
Mam nadzieję, że ten artykuł wyjaśnił Ci, czym jest rybosom i jaka jest jego funkcja. Świat biologii i genetyki jest ogromny i za każdym razem odkrywane są nowe rzeczy. Aby je zrozumieć, nie zaszkodzi mieć podstawową wiedzę, taką jak wiedza, czym jest translacja genów i jak działa.