RIBOSOM RNA: BAGAIMANA IA DISINTESIS, JENIS DAN STRUKTUR, FUNGSI - BIOLOGI - 2026

The RNA ribosom atau ribosom, biologi sel, komponen struktur yang penting sebahagian besar ribosom. Atas sebab ini, mereka mempunyai peranan yang sangat diperlukan dalam sintesis protein dan yang paling banyak berkaitan dengan jenis RNA utama yang lain: pemesejan dan pemindahan.

Sintesis protein adalah peristiwa penting dalam semua organisma hidup. Sebelum ini, dipercayai bahawa RNA ribosom tidak terlibat secara aktif dalam fenomena ini, dan hanya memainkan peranan struktur. Hari ini terdapat bukti bahawa RNA mempunyai fungsi pemangkin dan merupakan pemangkin sebenar sintesis protein.

Sumber: Jane Richardson (Dcrjsr), dari Wikimedia Commons

Dalam eukariota, gen yang menimbulkan RNA jenis ini disusun di kawasan nukleus yang disebut nukleolus. Jenis RNA biasanya diklasifikasikan bergantung pada tingkah laku mereka dalam pemendapan, itulah sebabnya ia disertakan dengan huruf S untuk "unit Svedberg".

Jenis-Jenis

Salah satu perbezaan yang paling ketara antara keturunan eukariotik dan prokariotik adalah komposisi RNA ribosom yang membentuk ribosom mereka. Prokariota mempunyai ribosom yang lebih kecil, sedangkan ribosom pada eukariota lebih besar.

Ribosom dibahagikan kepada subunit besar dan kecil. Yang kecil mengandungi satu molekul RNA ribosom, sementara yang besar mengandungi satu molekul yang lebih besar dan dua molekul yang lebih kecil, dalam kes eukariot.

RNA ribosom terkecil dalam bakteria boleh menjadi 1,500 hingga 3,000 nukleotida. Pada manusia, RNA ribosom mencapai panjang yang lebih besar, antara 1800 dan 5000 nukleotida.

Ribosom adalah entiti fizikal di mana sintesis protein berlaku. Mereka terdiri daripada kira-kira 60% RNA ribosom. Selebihnya adalah protein.

Unit Svedberg

Berdasarkan sejarah, RNA ribosom dikenal pasti oleh pekali pemendapan zarah terampai yang disentrifugasi dalam keadaan standard, yang dilambangkan dengan huruf S untuk "unit Svedberg."

Salah satu sifat menarik dari unit ini ialah ia bukan bahan tambahan, iaitu 10S plus 10S bukan 20S. Atas sebab ini terdapat beberapa kekeliruan yang berkaitan dengan ukuran akhir ribosom.

Prokariota

Pada bakteria, archaea, mitokondria, dan kloroplas, unit kecil ribosom mengandungi RNA ribosom 16S. Sementara subunit besar mengandungi dua spesies RNA ribosom: 5S dan 23S.

Eukariota

Di eukariota, sebaliknya, RNA ribosom 18S terdapat di subunit kecil dan subunit besar, 60S, mengandungi tiga jenis RNA ribosom: 5S, 5.8S, dan 28S. Dalam keturunan ini, ribosom cenderung lebih besar, lebih kompleks, dan lebih banyak daripada pada prokariota.

Bagaimana ia disintesis?

Lokasi gen

Ribosomal RNA adalah komponen pusat ribosom, jadi sintesisnya adalah peristiwa yang sangat diperlukan dalam sel. Sintesis berlaku di nukleolus, kawasan di dalam nukleus yang tidak dibatasi oleh membran biologi.

Mesin ini bertanggungjawab untuk menyusun unit ribosom dengan adanya protein tertentu.

Gen RNA ribosom disusun dengan cara yang berbeza bergantung kepada keturunan. Ingat bahawa gen adalah segmen DNA yang memberi kod untuk fenotip.

Dalam kes bakteria, gen untuk RNA ribosom 16S, 23S, dan 5S disusun dan ditranskripsikan bersama dalam operon. Organisasi "gen bersama" ini sangat biasa pada gen prokariotik.

Sebaliknya, eukariota, organisma yang lebih kompleks dengan inti yang dibatasi membran, disusun secara bersamaan. Pada kita manusia, gen yang membuat kod untuk RNA ribosom disusun menjadi lima "kluster" yang terletak pada kromosom 13, 14, 15, 21, dan 22. Kawasan-kawasan ini disebut NOR.

Permulaan transkripsi

Di dalam sel, RNA polimerase adalah enzim yang bertugas menambahkan nukleotida ke helai RNA. Mereka membentuk molekul dari molekul DNA. Proses pembentukan RNA berikutan penyusutan DNA dikenali sebagai transkripsi. Terdapat beberapa jenis polimerase RNA.

Secara amnya, transkripsi RNA ribosom dilakukan oleh RNA polimerase I, kecuali RNA ribosom 5S, transkripsi yang dilakukan oleh RNA polimerase III. 5S juga mempunyai keanehan yang ditranskripsikan di luar nukleolus.

Penyokong sintesis RNA terdiri daripada dua elemen yang kaya dengan urutan GC dan wilayah tengah, di sini transkripsi bermula.

Pada manusia, faktor transkrip yang diperlukan untuk proses itu mengikat ke wilayah tengah dan menimbulkan kompleks pra-inisiasi, yang terdiri dari kotak TATA dan faktor yang berkaitan dengan TBP.

Setelah semua faktor itu bersatu, RNA polimerase I, bersama dengan faktor transkripsi yang lain, mengikat ke kawasan tengah penganjur untuk membentuk kompleks permulaan.

Pemanjangan dan akhir transkripsi

Selepas itu, langkah kedua proses transkripsi berlaku: pemanjangan. Di sini transkripsi itu sendiri berlaku dan melibatkan kehadiran protein pemangkin lain, seperti topoisomerase.

Dalam eukariota, unit transkripsi gen ribosom mempunyai urutan DNA pada hujung 3 'dengan urutan yang dikenali sebagai kotak Sal, yang menunjukkan akhir transkripsi.

Selepas transkripsi RNA ribosom yang disusun secara beriringan berlaku, biogenesis ribosom berlaku di nukleolus. Transkrip gen ribosomal matang dan bergaul dengan protein untuk membentuk unit ribosom.

Sebelum penamatan, pembentukan rangkaian "riboprotein" berlaku. Seperti dalam RNA messenger, proses penyambungan didorong oleh ribonukleoprotein nuklear kecil, atau snRNP, untuk akronimnya dalam bahasa Inggeris.

Penyambungan adalah proses di mana intron (urutan bukan pengekodan) yang biasanya "mengganggu" ekson (urutan yang membuat kod untuk gen yang dimaksudkan) dihapuskan.

Proses ini membawa kepada perantaraan 20S yang mengandungi rRNA 18S dan 32S, yang mengandungi rRNA 5.8S dan 28S.

Pengubahsuaian pasca transkrip

Selepas RNA ribosom berasal, mereka mengalami pengubahsuaian lebih lanjut. Ini melibatkan metilasi (penambahan kumpulan metil) kira-kira 100 nukleotida per ribosom pada kumpulan 2'-OH ribosom. Selain itu, berlaku isomerisasi lebih daripada 100 uridin ke bentuk pseudo-uridine.

Struktur

Seperti DNA, RNA terdiri daripada asas nitrogen yang terikat secara kovalen ke tulang belakang fosfat.

Empat asas nitrogen yang membentuknya adalah adenin, sitosin, urasil dan guanin. Walau bagaimanapun, tidak seperti DNA, RNA bukan molekul dua jalur, tetapi satu jalur tunggal.

Seperti RNA pemindahan, RNA ribosom ditandai dengan struktur sekunder yang cukup kompleks, dengan kawasan pengikatan khusus yang mengenali RNA pemesejan dan pemindahan RNA.

ciri-ciri

Fungsi utama RNA ribosom adalah untuk menyediakan struktur fizikal yang membolehkan RNA messenger diambil dan disahkod menjadi asid amino, untuk membentuk protein.

Protein adalah biomolekul dengan pelbagai fungsi - dari mengangkut oksigen, seperti hemoglobin, hingga fungsi pendukung.

Kebolehlaksanaan

Ribosomal RNA digunakan secara meluas, baik dalam bidang biologi molekul dan evolusi, dan dalam bidang perubatan.

Sekiranya anda ingin mengetahui lebih lanjut mengenai hubungan filogenetik antara dua kumpulan organisma - iaitu bagaimana organisma saling berkaitan, dari segi kekeluargaan - gen RNA ribosom sering digunakan sebagai penandaan.

Mereka sangat berguna sebagai penanda molekul berkat kadar evolusi yang rendah (jenis urutan ini dikenali sebagai "urutan terpelihara").

Sebenarnya, salah satu rekonstruksi filogenetik yang paling terkenal dalam bidang biologi dilakukan oleh Carl Woese dan kolaborator menggunakan urutan 16S ribosom RNA. Hasil kajian ini membolehkan organisma hidup dibahagikan kepada tiga domain: archaea, bakteria, dan eukariota.

Sebaliknya, RNA ribosom sering menjadi sasaran banyak antibiotik yang digunakan dalam perubatan untuk menyembuhkan pelbagai penyakit. Adalah logik untuk menganggap bahawa dengan menyerang sistem pengeluaran protein bakteria, ia akan terjejas dengan segera.

Evolusi

Diperkirakan bahawa ribosom, seperti yang kita ketahui hari ini, memulai pembentukannya pada masa yang sangat terpencil, dekat dengan pembentukan LUCA (nenek moyang umum sejagat terakhir atau nenek moyang umum universal terakhir).

Sebenarnya, salah satu hipotesis mengenai asal usul kehidupan menyatakan bahawa kehidupan berasal dari molekul RNA - kerana mempunyai kemampuan autokatalitik yang diperlukan untuk dianggap sebagai salah satu molekul kehidupan yang terdahulu.

Para penyelidik mencadangkan bahawa prekursor ribosom semasa tidak selektif dengan asid amino, menerima kedua-dua isomer l dan d. Pada masa ini, diketahui secara umum bahawa protein terbentuk secara eksklusif dari amino bentuk l.

Sebagai tambahan, RNA ribosom mempunyai keupayaan untuk mengkatalisis reaksi peptidil transferase.Ciri ini berfungsi sebagai repositori nukleotida, ditambah dengan kemampuan pemangkinnya, menjadikannya elemen penting dalam evolusi bentuk pertama di bumi.

Rujukan

1. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. (2002). Biokimia. Edisi ke-5. New York: WH Freeman. Bahagian 29.3, Ribosom Adalah Zarah Ribonukleoprotein (70S) Terbuat dari Subunit Kecil (30S) dan Besar (50S). Terdapat di: ncbi.nlm.nih.gov
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Jemputan ke Biologi. Panamerican Medical Ed.
3. Fox, GE (2010). Asal dan evolusi ribosom. Perspektif Cold Spring Harbor dalam biologi, 2 (9), a003483.
4. Dewan, JE (2015). Buku teks e-Book fisiologi perubatan Guyton and Hall. Sains Kesihatan Elsevier.
5. Lewin, B. (1993). Gen Jilid 1. Reverte.
6. Lodish, H. (2005). Biologi selular dan molekul. Panamerican Medical Ed.
7. Ramakrishnan, V. (2002). Struktur ribosom dan mekanisme terjemahan. Sel, 108 (4), 557-572.
8. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Pengenalan mikrobiologi. Panamerican Medical Ed.
9. Wilson, DN, & Cate, JHD (2012). Struktur dan fungsi ribosom eukariotik. Perspektif Cold Spring Harbor dalam biologi, 4 (5), a011536.