Kemiske komponenter af ribosomer (1079 ord)

Nogle af de vigtige kemiske komponenter af ribosomer er som følger:

Ribosomer er sammensat af omtrent lige mængder af rRNA (ribosomal ribonukleinsyre) og proteiner med en lille andel lipider og visse metalliske ioner, såsom Mg, Ca og Mn. Proteiner og rRNA er de vigtigste bestanddele af ribosomer. Deres andel i begge typer ribosomer (70S og 80S) er variabel.

Image Courtesy: eng.biu.ac.il/shefio/files/2012/05/HR-SEM_50nm_colored.gif

Ribosomale proteiner i små underenheder er præfikset af et alfabet 'S' og i store underenheder af 'L'. De fleste af ribosomale proteiner virker som enzymer, som katalyserer proteinsyntese i forskellige stadier. Ribosomalt RNA (rRNA) i 70S og 80S ribosomer er af tre typer, dvs. i 70S er disse 23, 16 og 5S rRNA, og i 80S er disse 28S rRNA, 18S rRNA og 5S rRNA.

I 70S ribosom, 23S og 5S rRNA findes i 50S underenheder, og 16S rRNA forekommer i mindre underenhed, 30S subunits. Tilsvarende forekommer 28S og 5S rRNA i større 60S subunit af 80S ribosom, og 18S rRNA findes i 40S underenheden.

Normalt er RNA i 70S ribosomer omkring 65%, og i 80S ribosomer er det ca. 45%.

Alle disse komponenter er kategoriseret som nedenfor:

[I] Ribosomal RNA:

Ribosomalt RNA repræsenterer generelt mere end 80% af det totale RNA til stede i celler. Den er repræsenteret af et stærkt foldet filament af RNA, som kan måle op til 7000 A i udvidede former. Proteinmolekyler er normalt knyttet til dette r-RNA-filament. Omkring 60% af det samlede r-RNA (både 28S og 18S) præsenterer en spiralformet konfiguration som DNA, men dets basissammensætning er ikke den samme som Watson-Crick Model of DNA.

RRNA'et indeholder specifikt antal methylgrupper. I det mindste indeholder en del af RNA intramolekylære hydrogenbindinger. Regioner af molekylet i form af hårnålsløjfer, der danner to strengede helixer. Naturligvis kan konfigurationen af ​​rRNA i opløsning ikke være den samme som dens konfiguration, hvor den er forbundet med ribosomalt protein.

Ribosomal RNA findes i tre former: I eukaryote celler er RNA'erne større, og 18S findes i små underenheder og 28S og 5S i den større underenhed. Eukaryote ribosomer har også et ekstra lille RNA, som kaldes 5, 8S RNA, og det transkriberes i nukleolus som en enkelt enhed sammen med 18S og 28S RNA. 5S RNA syntetiseres uden for nucleolus.

Hvor i prokaryoter er tre RNA molekyler 16S RNA i den lille underenhed, og 23S og 5S i den store underenhed. De 30S og 50S ribosomale underenheder associerer kun til dannelse af 70S ribosomer, når de er involveret i proteinsyntese. 70S ribosomer udgør ofte klynger kaldet polysomer.

Det 28S ribosomale RNA ligger i 60S underenheder af ribosomerne med mol. vægt. 1, 3 × 10 ⁶ dalton og et andet 18S rRNA findes i 40S subunits med mol. vægt. 0, 6 × 10 ⁶ dalton. 5S rRNA består normalt af 12 nukleotider, således et meget lille molekyle.

I eukaryote celler kan ribosomer være fri eller bundet til ER. Det ser ud til, at ribosomer, der er bundet til ER, er aktive i proteinsyntese, medens frie ribosomer ikke er aktive i proteinsyntese.

[II] Ribosomale proteiner:

Proteinindholdet af ribosomer er meget komplekse og betegnes som kerneproteiner. Ca. 50-55 proteiner er blevet isoleret. I prokaryote ribosomer findes ca. 21 proteiner i mindre 30S underenhed og ca. 34 proteiner i den større 50S subunit. Proteinerne er kerneproteiner. Alle proteinerne er forskellige med undtagelse af en, som er til stede i begge underenheder.

Eukaryote ribosomer indeholder et højere indhold af protein end prokaryote ribosomer. For eksempel bestemte Tsoetal (1958) et proteinindhold på 60% for ærteplantepartikler og 55% for dem fra kaninreticulocytter (sammenlignet med 37% for E. coli). Ribosomale proteiner er små (7000 til 32.000 dalton i molekylvægt) og er rige på basale aminosyrer.

Ribosomale proteiner kan dissocieres fra ribosomet, og disse kaldes splitproteiner (SP). De splittede proteiner er SP50 og SP30. Når splitte proteiner returneres til medium indeholdende inaktive ribosomkerner og inkuberes ved 37 ° C, kan aktive ribosomer rekonstitueres. SP50 og SP30 kan også fraktioneres yderligere i sure og basiske proteiner.

[III] Ribosomale enzymatiske proteiner:

De fleste af de ribosomale proteiner virker som enzymer og derved katalyserer proteinsyntese. Initieringsproteinerne F1, F2 og F3 initierer proteinsynteseprocessen, hvorimod overføringsproteiner (G-faktor, Ts-faktor) hjælper med translokation af ribosomer over mRNA og overførsel af t-RNA-rest fra et sted af ribosomet til det andet websted.

En anden enzympeptidyltransferase hjælper i transformationen af ​​peptidkæder til aminoacyl-tRNA. De andre enzymer-termineringsfaktorer R1 og R2 hjælper med frigivelsen og afslutningen af ​​den færdige polypeptidkæde. (Se tabel 2).

Som et resultat af vask af ribosomer med NH4CI og underkastet dem søjlekromatografi isolerede Ochoa og kollegaer (1960) over faktorer i proteinsyntese. Blandt dem er tre initieringsfaktorer-lF ₁, 1F ₂ og 1F ₃ -are løst forbundet med 30S subunit. 1F ₁ faktor er et basisk protein med en molekylvægt på 9200 dalton.

Det er involveret i bindingen af ​​F-met-tRNA. IF ₂ faktor er også et protein af mol. vægt. 80000 dalton og indeholder - SH grupper, der hjælper med binding med GTP. Tredje proteinfaktor-1F3 kræver ikke GTP og er involveret i binding af mRNA til 30S-underenheder. Det er et basisk protein med en molekylvægt på 30.000 dalton. 1F3 kan også fungere som dissociationsfaktor for 70S ribosomer.

Ochoa et al., (1972) har yderligere rapporteret interferensfaktorer (i) i bakterier E. coli. Disse faktorer binder til IF3 faktor, ændrer dens specificitet og regulerer således oversættelsen af ​​genetisk besked i begyndelsen.

Forlængelsesfaktorer er essentielle for forlængelsen af ​​polypeptidkæden. Disse er EFG (også kaldet G faktor eller translokase) og EFT faktor. Som beskrevet tidligere er EFG eller G-faktor involveret i translokationen af ​​mRNA. I E. coli består den af ​​en enkelt polypeptidkæde, der har mol. vægt. på 72.000 dalton. EFG + GTP fremmer translokationen af ​​nyligt langstrakt peptidyl-tRNA.

En anden EFT faktor har to slags proteiner nemlig Tu (temperatur ustabil) og Ts (temperatur stabil). EFTu faktor + GTP form kompleks med aminoacyl-tRNA før dets binding til acceptorstedet for ribosom katalyseres af Ts faktor.

Endvidere har 50S ribosomal subunit en enzym-peptidyl-syntetase eller peptidyltransferase associeret i dannelsen af ​​peptidbinding. Afslutningsfaktorer R] og R2 frigiver proteiner, der hjælper med frigørelse af polypeptidkæden.