POLYSOMI: OMINAISUUDET, TYYPIT JA TOIMINNOT - BIOLOGIA - 2025

Polysomi on ryhmä ribosomien palvelukseen kääntämistä varten saman lähetti-RNA (mRNA). Rakenne tunnetaan paremmin polyribosomina tai vähemmän yleisenä ergosomina.

Polysomit mahdollistavat lisääntyneen proteiinien tuotannon niistä lähettiläistä, joille suoritetaan samanaikainen translaatio useiden ribosomien avulla. Polysomit osallistuvat myös yhteistranslaation taittumisprosesseihin ja kvaternääristen rakenteiden hankkimiseen vasta syntetisoiduilla proteiineilla.

Bakteerien polyribosomot. CNX OpenStax, Wikimedia Commonsin kautta

Polysomit yhdessä ns. P-kappaleiden ja stressirakeiden kanssa kontrolloivat lähettiläiden kohtaloa ja toimintaa eukaryoottisoluissa.

Polysomeja on havaittu sekä prokaryoottisissa että eukaryoottisissa soluissa. Tämä tarkoittaa, että tämän tyyppisellä makromolekyylisellä muodostumisella on pitkä historia solumaailmassa. Polysomi voi koostua vähintään kahdesta ribosomista samassa sanansaatimessa, mutta yleensä niitä on enemmän kuin kaksi.

Ainakin yhdessä nisäkässolussa voi olla jopa 10 000 000 ribosomia. Monien on havaittu olevan vapaita, mutta suuri osa liittyy tunnetuissa polysomeissa.

Yleispiirteet, yleiset piirteet

Kaikkien elävien olentojen ribosomit koostuvat kahdesta alayksiköstä: pienestä alayksiköstä ja suuresta alayksiköstä. Pieni ribosomien alayksikkö vastaa lähetti-RNA: n lukemisesta.

Suuri alayksikkö on vastuussa aminohappojen lineaarisesta lisäämisestä syntyvään peptidiin. Aktiivinen translaatioyksikkö on yksikkö, jossa mRNA on kyennyt rekrytoimaan ja sallimaan ribosomin kokoamisen. Tämän jälkeen kolmoislukeminen viestinlähteessä ja vuorovaikutus vastaavan ladatun tRNA: n kanssa etenevät peräkkäin.

Ribosomit ovat polysomien rakennuspalikoita. Itse asiassa molemmat tavat kääntää sanansaattaja voivat esiintyä samanaikaisesti samassa solussa. Jos kaikki komponentit, jotka muodostavat solun translaatiokoneet, puhdistetaan, löydettäisiin neljä pääosaa:

• Ensimmäisen muodostavat mRNA: t, jotka liittyvät proteiineihin, joiden kanssa lähetti ribonukleoproteiinit muodostuvat. Eli yksin lähettiläitä.
• Toinen, ribosomaalisten alayksiköiden avulla, jotka erotetaan toisistaan, eivät vieläkään siirry mihinkään sanansaattajaksi
• Kolmas olisi monosomien. Toisin sanoen "vapaat" ribosomit, jotka liittyvät johonkin mRNA: han.
• Viimeinkin raskain murto olisi polysomien osuus. Tämä tosiasiallisesti suorittaa suurimman osan käännösprosessista

Eukaryoottisten polysomien rakenne

Eukaryoottisoluissa mRNA: t viedään ytimestä messenger-ribonukleoproteiineina. Toisin sanoen, sanansaattaja on kytketty erilaisiin proteiineihin, jotka määrittävät sen viennin, mobilisaation ja translaation.

Niiden joukossa on useita, jotka ovat vuorovaikutuksessa PABP-proteiinin kanssa, joka on kiinnittynyt sanansaattajan polyA 3'-häntään. Toiset, kuten CBP20 / CBP80-kompleksi, sitoutuvat mRNA: n 5'-koteloon.

CBP20 / CBP80-kompleksin vapauttaminen ja ribosomaalisten alayksiköiden rekrytointi 5'-koteloon määrittelevät ribosomin muodostumisen.

Käännös alkaa ja uudet ribosomit kootaan 5 '-koteloon. Tämä tapahtuu rajoitetun määrän kertoja, joka riippuu kustakin viestinvälittäjästä ja kyseessä olevasta polysomityypistä.

Tämän vaiheen jälkeen 5'-päätykorkkiin liittyvät translaation pidentymistekijät ovat vuorovaikutuksessa PABP-proteiinin kanssa, joka on sitoutunut mRNA: n 3'-päähän. Täten muodostetaan ympyrä, jonka määrittelevät lähettihenkilön ei-käännettävät alueet. Siten rekrytoidaan niin monta ribosomia kuin lähettihenkilön pituus ja muut tekijät sallivat.

Sitoutuneet päät eukaryoottisten polysomien pyöreässä rakenteessa. Fdardel, Wikimedia Commonsin kautta

Muut polysomit voivat omata lineaarisen kaksirivisen tai spiraalimaisen konfiguraation, jossa on neljä ribosomia käännöstä kohden. Pyöreä muoto on liitetty voimakkaimmin vapaisiin polysomeihin.

Polysomityypit ja niiden toiminnot

Polysomit muodostuvat aktiivisille translaatioyksiköille (alun perin monosomit) lisäämällä peräkkäin muita ribosomeja samassa mRNA: ssa.

Riippuen niiden solun sijainnista, löydämme kolme erityyppistä polysomeja, joilla kullakin on omat erityiset toiminnot.

Ilmaiset polysomit

Ne löytyvät vapaiksi sytoplasmasta, ilman ilmeisiä assosiaatioita muihin rakenteisiin. Nämä polysomit transloivat mRNA: t, jotka koodaavat sytosolisia proteiineja.

Endoplasmaiseen retikulumiin (ER) liittyvät polysomit

Koska ydinvaippa on endoplasmisen retikulumin jatke, tämäntyyppinen polysomi voidaan yhdistää myös ydinmateriaalin ulkokuoreen.

Näissä polysomeissa transloidaan mRNA: t, jotka koodaavat kahta tärkeätä proteiiniryhmää. Jotkut, jotka ovat rakenteellinen osa endoplasmista retikulumia tai Golgi-kompleksia. Muut, joita näiden organelien on muutettava translaation jälkeen ja / tai siirrettävä solunsisäisesti.

Sytoskeletaliin liittyvät polysomit

Sytoskeletaaliset assosioituneet polysomit transloivat proteiineja mRNA: ista, jotka on asymmetrisesti konsentroitunut tiettyihin solun ulkopuolelle.

Toisin sanoen, kun poistuu ytimestä, jotkut lähettivät ribonukleoproteiinit mobilisoidaan kohtaan, jossa vaaditaan niiden koodaamaa tuotetta. Tämän mobilisaation suorittaa sytoskeletti, jossa on mukana proteiineja, jotka sitoutuvat mRNA: n polyA-häntään.

Toisin sanoen, sytoskeleton jakaa lähettiviestit määränpään mukaan. Tämä kohtalo osoittaa proteiinin toiminnan ja sen, missä sen on asuttava tai toimittava.

Transkription jälkeisen geenien vaimennuksen säätely

Vaikka mRNA transkriptoituu, se ei välttämättä tarkoita, että se on transloitava. Jos tämä mRNA hajoaa spesifisesti solusytoplasmassa, sen geenin ekspression sanotaan olevan transkriptionaalisesti säännelty.

Tätä varten on monia tapoja, ja yksi niistä on ns. MIR-geenien toiminta. MIR-geenin transkription lopputuote on mikroRNA (miRNA).

Ne ovat täydentäviä tai osittain täydentäviä muille lähettiläille, joiden käännöstä ne säätelevät (transkription jälkeinen vaimennus). Äänenvaimennukseen voi liittyä myös tietyn viestin lähettäjän erityinen heikkeneminen.

Polysomit hallitsevat kaikkea translaatioon, sen lokeroitumiseen, säätelyyn ja transkription jälkeiseen geenien vaimennukseen liittyvää.

Tätä varten ne ovat vuorovaikutuksessa muiden solujen molekyylisten makrorakenteiden kanssa, joita kutsutaan P-kappaleiksi ja stressirakeiksi. Nämä kolme kappaletta, mRNA: t ja mikroRNA: t, määrittelevät siten solussa olevan proteiinin milloin tahansa.

Viitteet

1. Afonina, ZA, Shirokov, VA (2018) Polyribosomien kolmiulotteinen organisaatio - moderni lähestymistapa. Biokemia (Moskova), 83: S48-S55.
2. Akgül, B., Erdoğan, I. (2018) miRISC-kompleksien intracytoplasminen uudelleenpaikannus. Rajat genetiikassa, doi: 10.3389 / fgene.2018.00403
3. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. Walters, P. (2014) Molecular Biology of the Cell, 6 ^th Edition. Garland Science, Taylor & Francis -ryhmä. Abingdon on Thames, Yhdistynyt kuningaskunta.
4. Chantarachot, T., Bailey-Serres, J. (2018) Polysomit, stressirakeet ja prosessointikappaleet: dynaaminen triumviraatti, joka säätelee sytoplasmisen mRNA: n kohtaloa ja toimintaa. Kasvien fysiologia 176: 254 - 269.
5. Emmott, E., Jovanovic, M., Slavov, N. (2018) Ribosomien stoikiometria: muodosta toimintoon. Biokemiallisten tieteiden suuntaukset, doi: 10.1016 / j.tibs.2018.10.009.
6. Wells, JN, Bergendahl, LT, Marsh, JA (2015) Proteiinikompleksien yhteitranslaatiokokoonpano. Bio Chemical Society Transactions, 43: 1221 - 1226.