Рибосома Работу выполнили: Алексеева Виктория и Иванова Надежда
Рибосома — важнейший немембранный органоид живой клетки сферической или слегка эллипсоидной формы, диаметром 100— 200 ангстрем, состоящий из большой и малой субъединиц. Рибосомы служат для биосинтеза белка из аминокислот по заданной матрице на основе генетической информации, предоставляемой матричной РНК, или м. РНК. Этот процесс называется трансляцией.
Рибосомы представляют собой нуклеопротеид, в составе которого отношение РНК/белок составляет 1: 1 у высших животных и 60 -65: 35 -40 у бактерий. Рибосомная РНК составляет около 70 % всей РНК клетки. Рибосомы эукариот включают четыре молекулы р. РНК, из них 18 S, 5. 8 S и 28 S р. РНК синтезируются в ядрышке РНК полимеразой I в виде единого предшественника (45 S), который затем подвергается модификациям и нарезанию. 5 S р. РНК синтезируется РНК полимеразой III в другой части генома и не нуждаются в дополнительных модификациях. Почти вся р. РНК находится в виде магниевой соли, что необходимо для поддержания структуры; при удалении ионов магния рибосома подвергается диссоциации на субъединицы.
РИБОСОМЫ ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ Рибосомы впервые были описаны как уплотненные частицы, или гранулы, клеточным биологом румынского происхождения Джорджем Паладе в середине 1950 -х годов [1]. В 1974 г. Паладе, Клод и Кристиан Де Дюв получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине «за открытия, касающиеся структурной и функциональной организации клетки» . Термин «рибосома» был предложен Ричардом Робертсом в 1958 вместо «рибонуклеобелковая частица микросомальной фракции» [2]. Биохимические и мутационные исследования рибосомы начиная с 1960 -х позволили описать многие функциональные и структурные особенности рибосомы. В начале 2000 -х появились атомные структуры отдельных субъединиц, а также полной рибосомы, связанной с различными субстратами, которые позволили понять механизм декодинга (распознавания антикодона т. РНК, комплементарного кодону м. РНК) и детали взаимодействий между рибосомой, антибиотиками, т. РНК и м. РНК.
Венкатраман Рамакришнан Томас Стейц Нобелевская премия по химии 2009 года получена за определение структуры прокариотической рибосомы учёным из Великобритании Венкатраманом Рамакришнаном, американцем Томасом Стейцем и израильтянкой Адой Йонат. В 2010 году в лаборатории Марата Юсупова была определена трехмерная структура эукариотической рибосомы. В 2009 году канадские биохимики Константин Боков и Сергей Штейнберг из Монреальского университета, исследовав трёхмерную структуру рибосомной РНК современных бактерий E. coli, пришли к выводу, что рибосомы могли сформироваться в результате постепенной эволюции из очень простой маленькой молекулы РНК — «проторибосомы» , способной катализировать реакцию соединения двух аминокислот. Все остальные структурные блоки рибосомы последовательно добавлялись к проторибосоме, не нарушая её структуру и постепенно повышая эффективность её работы.
Схема синтеза рибосом в клетках эукариот. 1. Синтез м. РНК рибосомных белков РНК полимеразой II. 2. Экспорт м. РНК из ядра. 3. Узнавание м. РНК рибосомой и 4. синтез рибосомных белков. 5. Синтез предшественника р. РНК (45 S — предшественник) РНК полимеразой I. 6. Синтез 5 S p. РНК полимеразой III. 7. Сборка большой рибонуклеопротеидной частицы, включающей 45 Sпредшественник, импортированные из цитоплазмы рибосомные белки, а также специальные ядрышковые белки и РНК, принимающие участие в созревании рибосомных субчастиц. 8. Присоединение 5 S р. РНК, нарезание предшественника и отделение малой рибосомной субчастицы. 9. Дозревание большой субчастицы, высвобождение ядрышковых белков и РНК. 10. Выход рибосомных субчастиц из ядра. 11. Вовлечение их в трансляцию.
Общая схема Схема, показывающая цитоплазму, вместе с ее компонентами (или органеллами), в типичной животной клетке. Органеллы: (1) Ядрышко (2) Ядро (3) рибосома (маленькие точки) (4) Везикула (5) шероховатый эндоплазматический ретикулум (ER) (6) Аппарат Гольджи (7) Цитоскелет (8) Гладкий эндоплазматический ретикулум (9) Митохондрия (10) Вакуоль (11) Цитоплазма (12) Лизосома (13) Центриоль и Центросома
Механизм трансляции Трансляция — синтез белка рибосомой на основе информации, записанной в матричной РНК (м. РНК). м. РНК связывается с малой субъединицей рибосомы, когда происходит узнавание 3'концом 16 S рибосомной РНК комплементарной последовательности Шайн-Далгарно, расположенной на 5'-конце м. РНК (у прокариот), а также позиционирование стартового кодона (как правило, AUG) м. РНК на малой субъединице. У эукариот малая субчастица рибосомы связывается также с помощью кэпа, на конце м. РНК. Ассоциация малой и большой субъединиц происходит при связывании формилметионилт. РНК (f. MET-т. РНК) и участии факторов инициации (IF 1, IF 2 и IF 3 у прокариот; их аналоги и дополнительные факторы участвуют в инициации трансляции у эукариотических рибосом). Таким образом, распознавание антикодона (в т. РНК) происходит на малой субъединице.
Принципы функционирования, роль РНК Биосинтез белка имеет два аспекта: химический и генетический. Принципиальным моментом является то, что в природе белок строится из аминокислот не посредством их прямой конденсации с освобождением воды или одновременной полимеризации на матрице, а путем последовательного добавления аминокислотных остатков к одному из концов растущей полипептидной цепи (удлинения) с одновременным сканированием матричного полинуклеотида (м. РНК), задающего порядок добавления различных аминокислотных остатков. Три последовательные химические реакции приводят к включению (добавлению) аминокислоты в полипептидную цепь строящегося белка. Разделение декодирующей и энзиматической функций между субчастицами Трансляция начинается с того, что м. РНК, синтезируемая на ДНК в качестве копии одной из двух цепей последней, связывается с рибосомной частицей. При этом рибосомная частица (у прокариот прямо и непосредственно, а у эукариот после некоторого скольжения вдоль некодирующей части м. РНК) специфически взаимодействует с началом кодирующей нуклеотидной последовательности м. РНК. Этап связывания м. РНК с рибосомной частицей и нескольких последующих событий, приводящих к образованию первой пептидной связи, называется инициацией трансляции. Вслед за инициацией рибосома последовательно "читает" цепочку м. РНК по тройкам (триплетам) нуклеотидов по направлению к 3'-концу, наращивая (удлиняя) полипептидную цепочку аминокислотными остатками; этот этап собственно трансляции называется элонгацией. Наконец, достигнув специального нуклеотидного триплета - стоп-кодона, или кодона терминации, - рибосома освобождает синтезированную полипептидную цепочку белка: происходит терминация трансляции.
Реакция транспептидации, катализируемая пептидилтрансферазным центром большой рибосомной субчастицы
Элементарный элонгационный цикл рибосомы, в результате которого прочитывается один триплет (кодон) м. РНК и образуется одна пептидная связь (добавляется одна аминокислота к растущему полипептиду).
Всем спасибо за внима
Скачать презентацию Рибосома Работу выполнили Алексеева Виктория и Иванова Надежда
Рибосома.pptx