ריבוזום

ה ריבוזום מייצג קומפלקס של חומצה ריבונוקלאית עם חלבונים שונים. שם מתרחשת סינתזת החלבון לפי רצף הנוקלאוטידים המאוחסן ב- DNA על ידי תרגום לשרשרת פוליפפטיד.

מהו הריבוזום?

ריבוזומים מורכבים מ- rRNA וחלבונים מבניים שונים. ה- RRNA (ריבוזומלי RNA) מועבר ב- DNA. ישנם גנים לסינתזה של RNA ריבוזומלי בצורה של rDNA. ה- rDNA לא מועבר לחלבונים, אלא רק ל- RNA הריבוזומלי.

ה- rRNA משמש כאבן הבניין הבסיסית של הריבוזומים. שם זה מזרז את התרגום של המידע הגנטי של ה- mRNA לחלבונים. החלבונים בתוך הריבוזומים אינם קשורים בצורה קוולנטית ל- rRNA. הם מחזיקים יחד את מבנה הריבוזום ואילו הקטליזה בפועל של סינתזת החלבון מתבצעת על ידי ה- rRNA. הריבוזומים מורכבים משתי יחידות משנה המורכבות רק לריבוזום במהלך סינתזת חלבון. אבני הבניין שלהם מסונתזות על ה- DNA בגרעין התא.

זה המקום בו מיוצרים גם rRNA וגם החלבונים, המשתלבים יחד ליצירת שתי היחידות בתוך גרעין התא. הם מגיעים לציטופלסמה דרך הנקבוביות הגרעיניות. בתא אוקריוטי ישנם 100,000 עד 10,000,000 ריבוזומים, תלוי בפעילות סינתזת החלבון. בתאים עם סינתזת חלבון פעילה מאוד ישנם יותר ריבוזומים מאשר בתא עם פחות פעילות. בנוסף לציטופלסמה, ריבוזומים מופיעים גם במיטוכונדריה או בכלורופלסטים של צמחים.

אנטומיה ומבנה

כאמור, הריבוזומים מורכבים מ- rRNA וחלבונים מבניים, האחראים למיצוב ולכידות הנכונה של המבנה. לאחר הסינתזה בגרעין נוצרים שני יחידות משנה, אשר נפגשות רק במהלך סינתזת חלבון דרך מגע עם mRNA ליצירת ריבוזום.

לאחר סיום הביוסינתזה של החלבון, הריבוזום המקביל מתפרק שוב ליחידות המשנה שלו. אצל יונקים, יחידת המשנה הקטנה מורכבת מ 33 חלבונים ו- rRNA אחד, ותת היחידה הגדולה מורכבת מ 49 חלבונים ושלושה rRNA. במגע עם ה- mRNA, הנושא את המידע הגנטי של ה- DNA לחלבון מסוים, שתי היחידות המשולבות מתחברות ליצירת הריבוזום בפועל, וסינתזת חלבון יכולה להתחיל.

חלבוני הריבוזום נמצאים יותר בקצה. הריבוזומים יכולים להתקיים בחופשיות בציטופלסמה או כבולים בממברנה בתכנית האנדופלסמה. בכך הם כל הזמן עוברים בין המצב החופשי למצב כבול הממברנה. הריבוזומים בציטופלסמה החופשית מייצרים חלבונים שצריכים להיכנס גם לפלסמת התא. חלבונים נוצרים על גבי תכנית הרשת האנדופלסמטית ואז נכנסים לומן של ה- ER דרך טרנספורטר חלבון cotranslational. בדרך כלל מדובר בחלבונים הנוצרים בתאים היוצרים הפרשה כמו הלבלב.

פונקציה ומשימות

תפקידם של הריבוזומים הוא לזרז ביוסינתזה של חלבון. המידע הגנטי בפועל לחלבונים נשא על ידי ה- mRNA המועתק על ה- DNA. לאחר שהוא עוזב את הגרעין, הוא נקשר מייד לריבוזום לסינתזת חלבון. שתי יחידות המשנה נפגשות זו בזו.

יתר על כן, חומצות אמינו אינדיבידואליות מועברות מהציטופלזמה לריבוזומים באמצעות tRNA. ישנם שם שלושה אתרי קשירה ל- tRNA. זהו האמינוציל (A), הפפטידיל (P) ונקודת היציאה (E). בתחילת סינתזת החלבון, שתי עמדות, עמדות A ו- P, תפוסות על ידי tRNA עמוסות בחומצות אמינו. מדינה זו נקראת המדינה טרום התרגום. לאחר היווצרות קשר פפטיד בין שתי חומצות האמינו, מתרחש המצב שלאחר התרגום, כאשר אתר A הופך לאתר ה- E ואתר P הופך לאתר A ו- tRNA חדש מוריד שלושה נוקליאוטידים יותר באתר P החדש.

ה- tRNA לאתר P לשעבר, המשוחרר מחומצת האמינו שלו, מנותב כעת מהריבוזום. המדינות מתנדנדות ברציפות במהלך סינתזת חלבון. אנרגיה להפעלה גבוהה נדרשת לכל שינוי. מולקולות ה- tRNA האישיות עגנות בקודון המשלים המתאים של ה- mRNA. סינתזת חלבונים מתרחשת בין שתי יחידות היחידה של הריבוזום במבנה בצורת מנהרה. הביוסינתזה בפועל נשלטת על ידי היחידה הגדולה של הריבוזום.

יחידת המשנה הקטנה שולטת בתפקוד ה- rRNA. כאשר הסינתזה מתרחשת במעין מנהרה, שרשרות החלבון הלא גמורות מוגנות מפני פירוק על ידי אנזימי תיקון. בצורה זו, חלבונים אלה יוכרו כלקויים בציטופלזמה ומתפרקים מייד. כאשר סינתזת החלבון הושלמה, הריבוזום מתפרק ליחידות המשנה שלו.

מחלות

הפרעה בסינתזת החלבון עלולה להוביל לבעיות בריאותיות חמורות. רצף מסודר של תהליך זה חיוני לתפקודי החיים. עם זאת, ישנן כמה מוטציות המשפיעות על החלבונים המבניים או ה- mRNA.

מחלה בה חשודים כי מוטציות בחלבונים ריבוזומליים היא הגורם, מכונה אנמיה יהלום שחור. אנמיה של יהלום בלקדן היא הפרעת דם נדירה ביותר בה נפגעת הסינתזה של כדוריות הדם האדומות. מתפתחת אנמיה, המונעת את אספקת האיברים בצורה מספקת עם חמצן. הטיפול מורכב מעירופי דם לכל החיים. ישנן גם מומים גופניים אחרים.

על פי תיאוריה אחת, תקלה של חלבונים ריבוזומלים אמורה להוביל לאפופטוזיס מוגבר של תאי אבות של אריתרוציטים ובכך לגרום לאנמיה. מרבית המוטציות מתרחשות באופן ספונטני. ניתן להוכיח את תורשת התסמונת רק ב -15 אחוז מכל המקרים.