Χαρακτηριστικά, τύποι και λειτουργίες polisoma



Α polysome είναι μια ομάδα ριβοσωμάτων που προσλαμβάνονται για τη μετάφραση του ίδιου αγγελιοφόρου RNA (mRNA). Η δομή είναι περισσότερο γνωστή ως το πολυριβοσωμα, ή με το λιγότερο κοινό ergosome.

Τα πολυσώματα επιτρέπουν την αυξημένη παραγωγή πρωτεϊνών από εκείνους τους αγγελιαφόρους που υπόκεινται σε ταυτόχρονη μετάφραση από διάφορα ριβοσώματα. Τα πολυζώματα επίσης συμμετέχουν στις διαδικασίες συρραυτικής αναδίπλωσης και στην απόκτηση τεταρτοταγών δομών από πρόσφατα συντιθέμενες πρωτεΐνες.

Τα πολυσώματα, μαζί με τα λεγόμενα σώματα P και κόκκους πίεσης, ελέγχουν τη μοίρα και τη λειτουργία των αγγελιοφόρων σε ευκαρυωτικά κύτταρα. 

Πολυσώματα έχουν παρατηρηθεί τόσο σε προκαρυωτικά όσο και σε ευκαρυωτικά κύτταρα. Αυτό σημαίνει ότι αυτός ο τύπος μακρομοριακού σχηματισμού έχει μακρά ιστορία στον κυτταρικό κόσμο. Ένα πολυσύμιο μπορεί να σχηματιστεί από τουλάχιστον δύο ριβοσώματα στον ίδιο αγγελιοφόρο, αλλά γενικά είναι περισσότερα από δύο.

Σε τουλάχιστον ένα κύτταρο θηλαστικού μπορεί να υπάρχουν έως και 10.000.000 ριβοσώματα. Έχει παρατηρηθεί ότι πολλοί είναι ελεύθεροι, αλλά ένα μεγάλο τμήμα συνδέεται στα γνωστά πολυσομεα.

Ευρετήριο

  • 1 Γενικά χαρακτηριστικά
  • 2 Δομή των ευκαρυωτικών πολυσωμάτων
  • 3 Τύποι πολυσωμάτων και οι λειτουργίες τους
    • 3.1 Δωρεάν πολυσώματα
    • 3.2 Πολυσώματα που σχετίζονται με το ενδοπλασματικό δίκτυο (ER)
    • 3.3 Πολυσώματα που σχετίζονται με τον κυτταροσκελετό
  • 4 Ρύθμιση της μετα-μεταγραφικής γενετικής σίγασης
  • 5 Αναφορές

Γενικά χαρακτηριστικά

Τα ριβοσώματα όλων των ζώντων όντων αποτελούνται από δύο υπομονάδες: τη μικρή υπομονάδα και τη μεγάλη υπομονάδα. Η μικρή υπομονάδα των ριβοσωμάτων είναι υπεύθυνη για την ανάγνωση του αγγελιαφόρου RNA.

Η μεγάλη υπομονάδα είναι υπεύθυνη για τη γραμμική προσθήκη αμινοξέων στο εκκολαπτόμενο πεπτίδιο. Μία ενεργή μονάδα μετάφρασης είναι μία στην οποία ένα mRNA έχει καταφέρει να στρατολογήσει και να επιτρέψει τη συναρμολόγηση του ριβοσώματος. Μετά από αυτό, η τριπλή ανάγνωση στον αγγελιοφόρο και η αλληλεπίδραση με το αντίστοιχο φορτισμένο tRNA προχωράει διαδοχικά.

Τα ριβοσώματα είναι τα εργαλεία των πολυσωμάτων. Στην πραγματικότητα, και οι δύο τρόποι μετάφρασης ενός αγγελιοφόρου μπορούν να συνυπάρχουν στο ίδιο κελί. Αν καθαριστούν όλα τα συστατικά που συνιστούν το μεταφραστικό μηχανισμό του κυττάρου, θα βρούμε τέσσερα κύρια κλάσματα:

  • Το πρώτο θα σχηματίζεται από τα mRNAs που σχετίζονται με τις πρωτεΐνες με τις οποίες σχηματίζονται οι αγγελιοφόρες ριβονουκλεοπρωτεΐνες. Δηλαδή, αγγελιοφόροι και μόνο.
  • Η δεύτερη, από τις ριβοσωμικές υπομονάδες, που διαχωρίζονται ακόμα δεν μεταφράζεται σε οποιονδήποτε αγγελιοφόρο
  • Η τρίτη θα είναι αυτή των μονοσωμάτων. Δηλαδή, τα "ελεύθερα" ριβοσώματα που σχετίζονται με κάποιο mRNA.
  • Τέλος, το βαρύτερο κλάσμα θα ήταν αυτό των πολυσωμάτων. Αυτός είναι αυτός που πραγματοποιεί το μεγαλύτερο μέρος της διαδικασίας μετάφρασης

Δομή των ευκαρυωτικών πολυσωμάτων

Στα ευκαρυωτικά κύτταρα τα mRNA εξάγονται από τον πυρήνα ως αγγελιαφόρες ριβονουκλεοπρωτεΐνες. Δηλαδή, ο αγγελιοφόρος συνδέεται με αρκετές πρωτεΐνες που θα καθορίσουν την εξαγωγή, την κινητοποίηση και τη μετάφρασή του. 

Μεταξύ αυτών, υπάρχουν αρκετές που αλληλεπιδρούν με την πρωτεΐνη PABP που είναι συνδεδεμένη με την πολυΑ 3 'ουρά του αγγελιοφόρου. Άλλοι, όπως εκείνοι του συμπλόκου CBP20 / CBP80, δεσμεύονται στο 5 'καπάκι του mRNA.

Η απελευθέρωση του συμπλέγματος CBP20 / CBP80 και η στρατολόγηση των ριβοσωμικών υπομονάδων στην 5 'κουκούλα καθορίζουν τον σχηματισμό ριβοσωμάτων. 

Η μετάφραση ξεκινά και νέα ριβοσώματα συναρμολογούνται στην κουκούλα 5 '. Αυτό συμβαίνει για περιορισμένο αριθμό περιόδων, ανάλογα με κάθε αγγελιοφόρο και τον τύπο του πολυσώματος.

Μετά από αυτό το βήμα, οι συντελεστές επιμήκυνσης της μετάφρασης που σχετίζεται με το κάλυμμα στο άκρο 5 'αλληλεπιδρούν με την πρωτεΐνη ΡΑΒΡ που συνδέεται στο 3' άκρο του mRNA. Έτσι σχηματίζεται ένας κύκλος που ορίζεται από την ένωση των μη μεταφράσιμων περιοχών του αγγελιαφόρου. Έτσι, όπως πολλοί ριβοσωματίδια όπως το μήκος του αγγελιοφόρου προσλαμβάνονται, και άλλοι παράγοντες επιτρέπουν.

Άλλα πολυσώματα μπορούν να υιοθετήσουν μια γραμμική διάταξη διπλών σειρών ή σπειροειδής με τέσσερα ριβοσώματα ανά στροφή. Η κυκλική μορφή έχει συσχετιστεί περισσότερο με τα ελεύθερα πολυσωμίδια.

Τύποι πολυσωμάτων και οι λειτουργίες τους

Πολυσώματα σχηματίζονται σε ενεργές μονάδες μετάφρασης (αρχικά μονοσώματα) με τη διαδοχική προσθήκη άλλων ριβοσωμάτων στο ίδιο mRNA.

Ανάλογα με την υποκυτταρική θέση του, βρίσκουμε τρία διαφορετικά είδη πολυσωμάτων, καθένα από τα οποία έχει τις δικές του και συγκεκριμένες λειτουργίες.

Δωρεάν πολυσώματα

Είναι ελεύθερα στο κυτταρόπλασμα, χωρίς εμφανείς συσχετισμούς με άλλες δομές. Αυτά τα πολυσώματα μεταφράζουν τα mRNA που κωδικοποιούν τις κυτταρολυτικές πρωτεΐνες.

Πολυζώματα που σχετίζονται με το ενδοπλασματικό δίκτυο (ER)

Δεδομένου ότι ο πυρηνικός φάκελος αποτελεί επέκταση του ενδοπλασματικού δικτύου, αυτός ο τύπος πολυσωμάτων μπορεί επίσης να συσχετισθεί με το εξωτερικό πυρηνικό περίβλημα.

Σε αυτά τα πολυζώματα μεταφράζονται τα mRNA που κωδικοποιούν δύο σημαντικές ομάδες πρωτεϊνών. Ορισμένα, τα οποία αποτελούν δομικό τμήμα του ενδοπλασματικού δικτύου ή του συμπλέγματος Golgi. Άλλα, τα οποία πρέπει να τροποποιηθούν μετα-μεταφραστικά και / ή να μεταφερθούν ενδοκυτταρικά από αυτά τα οργανίδια.

Πολυσώματα που σχετίζονται με τον κυτταροσκελετό

Πολυσώματα συνδεδεμένα με το κυτταροσκελετό μεταφράζουν πρωτεΐνες από mRNAs που είναι ασύμμετρα συγκεντρωμένα σε ορισμένα υποκυτταρικά διαμερίσματα.

Δηλαδή, όταν φεύγουν από τον πυρήνα, μερικές αγγελιοφόρες ριβονουκλεοπρωτεΐνες κινητοποιούνται στη θέση όπου απαιτείται το προϊόν που κωδικοποιούν. Αυτή η κινητοποίηση διεξάγεται από τον κυτταροσκελετό με τη συμμετοχή πρωτεϊνών που προσδένονται στην polyA ουρά του mRNA.

Με άλλα λόγια, ο κυτταροσκελετός διανέμει τους αγγελιαφόρους κατά προορισμό. Αυτός ο προορισμός υποδεικνύεται από τη λειτουργία της πρωτεΐνης και από τον τόπο όπου πρέπει να κατοικεί ή να ενεργεί.

Ρύθμιση μετα-μεταγραφικής γενετικής σίγασης

Ακόμη και αν ένα mRNA μεταγραφεί, αυτό δεν σημαίνει απαραίτητα ότι πρέπει να μεταφραστεί. Εάν αυτό το mRNA αποικοδομείται ειδικά στο κυτταρικό κυτταρόπλασμα, λέγεται ότι η έκφραση του γονιδίου του ρυθμίζεται μετα-μεταγραφικά.

Υπάρχουν πολλοί τρόποι για να επιτευχθεί αυτό, και ένας από αυτούς είναι από τη δράση των λεγόμενων γονιδίων MIR. Το τελικό προϊόν της μεταγραφής ενός γονιδίου MIR είναι ένα microRNA (miRNA).

Αυτοί είναι συμπληρωματικοί ή μερικώς συμπληρωματικοί προς άλλους αγγελιαφόρους των οποίων η μετάφραση ρυθμίζει (μετα-μεταγραφική σίγαση). Η σίγαση μπορεί επίσης να συνεπάγεται τη συγκεκριμένη υποβάθμιση ενός συγκεκριμένου αγγελιοφόρου.

Όλα όσα σχετίζονται με τη μετάφραση, τη διαμερισματοποίηση, τη ρύθμιση και τη μετα-μεταγραφική γενετική σιωπή ελέγχονται από τα πολυσωματίδια.

Γι 'αυτό, αλληλεπιδρούν με άλλες μοριακές μακροδομές του κυττάρου γνωστές ως σωματίδια Ρ και κοκκία στρες. Αυτά τα τρία σώματα, mRNA και microRNA, ορίζουν έτσι το πρωτεόνο που υπάρχει σε ένα κύτταρο σε δεδομένο χρόνο.

Αναφορές

  1. Afonina, Z.A., Shirokov, V.A. (2018) Τρισδιάστατη οργάνωση πολυριβοσωμάτων - Μια σύγχρονη προσέγγιση. Biochemistry (Μόσχα), 83: S48-S55.
  2. Akgül, Β., Erdoğan, Ι. (2018) Ενδοκυτταροπλασματική επανατοποθέτηση των συμπλοκών miRISC. Frontiers in Genetics, δύο: 10.3389 / fgene.2018.00403
  3. Alberts, Β, Johnson, Α, Lewis, J., Raff, Μ, Roberts, Κ Walters, Ρ (2014) Molecular Biology of the Cell, 6th Έκδοση. Garland Science, Taylor & Francis Group. Abingdon στον Τάμεση, Ηνωμένο Βασίλειο.
  4. Chantarachot, Τ., Bailey-Serres, J. (2018) Πολυσώματα, κοκκία στρες και σώματα επεξεργασίας: μία δυναμική εξέλιξη και λειτουργία της κυτταροπλασματικής mRNA ελέγχου τριανδρώματος. Plant Physiology, 176: 254-269.
  5. Emmott, Ε., Jovanovic, Μ., Slavov, Ν. (2018) Στοιχειομετρία ριβοσώματος: από τη μορφή στη λειτουργία. Trends in Biochemical Sciences, doi: 10.1016 / j.tibs.2018.10.009.
  6. Wells, J.N., Bergendahl, L.T., Marsh, J.A. (2015) Συν-μεταφραστική συναρμολόγηση συμπλοκών πρωτεϊνών. Biochemical Society Transactions, 43: 1221-1226.