Рибосоми: будова та функції

Рибосоми – це як крихітні фабрики в клітині. Вони виробляють білки, які виконують різні функції для роботи клітини.

Рибосоми або знаходяться в рідині всередині клітини, що називається цитоплазмою, або приєднані до мембрани. Їх можна знайти як в прокаріотах (бактерій), так і в еукаріотах (тварини і рослини). Більше про хімічний склад і структуру клітини читайте в підручнику з біології за 9 клас Л.І. Остапченко.

Структура рибосоми

Рибосома має два основні компоненти, які називаються великою та малою субодиницями. Ці дві одиниці об’єднуються, коли рибосома готова виробити новий білок. Вони складаються з ланцюгів РНК і різних білків.

У великій субодиниці містяться сайти, де створюються нові зв’язки при створенні білків. Мала субодиниця насправді не така вже й мала, лише трохи менша, ніж велика. Вона відповідає за потік інформації під час синтезу білка.

Згідно з величиною константи седиментації, яка залежить від розміру часточок, їхньої форми та щільності, рибосоми поділяють на 70S (S є одиницею виміру Сведберга) – прокаріотичні та 80S – еукаріотичні. Рибосоми хлоропластів вищих рослин належать до 70S типу. Мітохондріальні рибосоми грибів мають коефіцієнт седиментації 75S, а мітохондрії ссавців містять міні-рибосоми – 55S, хоча функціями вони схожі до 70S рибосом прокаріотів.

Механізм трансляції

Основна робота рибосоми – це виготовлення білків для клітини. Клітині необхідно виготовити сотні білків, тому рибосома потребує конкретних інструкцій, як виготовити кожен. Ці інструкції надходять з ядра у вигляді месенджерної РНК. У м-РНК містяться конкретні коди, які діють як рецепт, щоб розповісти рибосомі, як зробити білок.

У виробленні білків є два основні етапи: транскрипція та трансляція. Рибосома робить етап трансляції. Дізнатися більше про білки ви можете в підручнику з біології за 9 клас В.І. Соболя.

Трансляція – це процес отримання інструкцій від м-РНК та перетворення її на білок. Основним завданням функціонування живої клітини вважається біосинтез білка. Для відтворення цієї операції абсолютно у всіх клітинних організмах знаходяться рибосоми. Рибосома робить наступні кроки, щоб зробити білок:

1. Дві субодиниці об’єднуються разом з РНК задля обміну повідомленнями.
2. Рибосома розпізнає тритонуклеотидні кодони м-РНК.
3. Рибосома рухається вниз по РНК, читаючи інструкції про те, які амінокислоти приєднати до білка. Для відмінності амінокислот в клітині існують особливі “адаптери” – молекули т-РНК. Вони нагадують форму листа конюшини, що має область (антикодон), відповідну кодону м-РНК, і ще одну ділянку для приєднання амінокислоти, яка компліментарна цьому кодону.
4. Рибосома приєднує амінокислоти, що утворюють білок. Прикріплення амінокислот до т-РНК відбувається в енергозалежній реакції за допомогою ферментів аміноацил-т-РНК-синтетаз.
5. Рибосома припиняє будувати білок, коли він досягає коду “стоп” в РНК, який повідомляє йому, що білок готовий.

Цікаві факти про рибосому:

• Назва рибосоми походить від рибонуклеїнової кислоти (РНК), яка дає вказівки щодо виготовлення білків.
• Рибосоми виготовляються всередині ядра. Після того, як вони готові, вони надсилаються за його межі через пори в мембрані ядра.
• Рибосоми відрізняються від більшості органел тим, що вони не оточені захисною мембраною.
• Рибосому було відкрито в 1974 році Альбертом Клодом, Крістіаном де Дюве та Джорджем Емілем Паладом. Вони отримали Нобелівську премію за своє відкриття.

Яку функцію виконують рибосоми

Призначення описуваного органоїда в будь-якій клітині полягає в здійсненні синтезу білків. Білки використовуються практично всіма клітинами:

• в якості каталізаторів – прискорюють час реакції;
• в якості волокон – забезпечують стабільність клітини;
• багато білків мають індивідуальні завдання.

Основним сховищем інформації в клітинах служить молекула дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК). Спеціальний фермент, РНК-полімераза, зв’язується з молекулою ДНК і створює «дзеркальну копію» – матричну рибонуклеїнової кислоту (мРНК), вільно переміщається з ядра в цитоплазму клітини.

Ланцюжок рибонуклеїнової кислоти обробляється при виході з ядра; області РНК, які не кодують білки, видаляються; мРНК використовується для подальшого синтезу білка.

Кожна мРНК складається з 4 різних нуклеїнових кислот, трійки яких складають кодони. Кожен кодон визначає специфічну амінокислоту. В організмі всіх живих істот на Землі зустрічаються 20 амінокислот. Кодони, які використовуються для специфікації амінокислот, майже універсальні.

Кодон, що запускає всі білки – «AUG», послідовність нуклеїнових підстав:

Спеціальна молекула РНК поставляє амінокислоти для синтезу – транспортна РНК або тРНК. До активної кодону підходить тРНК, що несе відповідну амінокислоту, асоціюється з ним. Відбувається утворення пептидного зв’язку нової амінокислоти зі споруджуваним білком.

Рибосоми – будова і функції

Будова і функції рибосом необхідно знати будь-якій сучасній людині. Функціонування клітини живого організму – складний процес, що триває протягом життя організму.

Рибосоми – це органоїди клітини, що беруть участь у складному клітинному механізмі трансляції генетичного коду в ланцюзі амінокислот. Довгі ланцюги амінокислот з’єднуються між собою, утворюючи білки, що виконують різні функції.

Яку функцію виконують рибосоми

Призначення описуваного органоїда в будь-якій клітині полягає в здійсненні синтезу білків. Білки використовуються практично всіма клітинами:

• в якості каталізаторів – прискорюють час реакції;
• в якості волокон – забезпечують стабільність клітини;
• багато білків мають індивідуальні завдання.

Основним сховищем інформації в клітинах служить молекула дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК). Спеціальний фермент, РНК-полімераза, зв’язується з молекулою ДНК і створює «дзеркальну копію» – матричну рибонуклеїнову кислоту (мРНК), вільно переміщається з ядра в цитоплазму клітини.

Ланцюг рибонуклеїнової кислоти обробляється при виході з ядра; ділянки РНК, які не кодують білки, видаляються; мРНК використовується для подальшого синтезу білка.

Кожна мРНК складається з 4 різних нуклеїнових кислот, трійки яких складають кодони. Кожен кодон визначає специфічну амінокислоту. В організмі всіх живих істот на Землі зустрічаються 20 амінокислот. Кодони, що використовуються для специфікації амінокислот, майже універсальні.

Кодон, що запускає всі білки -“AUG” послідовність нуклеїнових основ:

Спеціальна молекула РНК постачає амінокислоти для синтезу – транспортна РНК або тРНК. До активного кодону підходить тРНК, що несе відповідну амінокислоту, що асоціюється з ним. Відбувається утворення пептидного зв’язку нової амінокислоти з білком, що будується.

Де утворюються рибосоми

Складові частини органоїда утворюються в ядерці. Дві субодиниці об’єднуються для початку хімічного процесу синтезу білка з ланцюга мРНК. Рибосома діє як каталізатор, утворюючи пептидні зв’язки між амінокислотами. Використана тРНК вивільняється назад в цитозоль, надалі вона може зв’язуватися з іншою амінокислотою.

Органоїд досягне стоп-кодону мРНК (UGA, UAG та UAA), зупинивши процес синтезу. Спеціальні білки (фактори термінації) перервуть ланцюжок амінокислот, відокремивши її від останньої тРНК – формування білка закінчиться.

Різні білки вимагають деяких модифікацій, транспортування в певні області клітини до початку функціонування. Рибосома, прикріплена до ендоплазматичного ретикулуму, помістить новоутворений білок всередину, він пройде додаткові модифікації, буде належним чином згорнутий. Інші білки утворюються безпосередньо в цитозолі, де діють як каталізатор для різних реакцій.

Рибосоми створюють потрібні клітинам білки, що становлять близько 20 відсотків складу клітини. Приблизно в клітині знаходиться 10 000 різних білків, приблизно по мільйону копій кожного.

Рибосома ефективно і швидко бере участь у синтезі, додаючи 3-5 амінокислот до білкового ланцюга в секунду. Короткі білки, що містять кілька сотень амінокислот, можуть бути синтезовані за лічені хвилини.

Склад і будова рибосом

Рибосоми мають схожу структуру в клітинах всіх організмів Землі, незамінні при синтезі білків. На початку еволюції різних форм життя рибосома була прийнята як універсальний спосіб перекладу РНК у білки. Ці органели змінюються в різних організмах незначно.

Описувані органели складаються з великої і малої субодиниці, розташованих навколо молекули мРНК. Кожна субодиниця являє собою комбінацію білків і РНК, які називаються рибосомальною РНК (рРНК).

Довжина рРНК в різних ланцюгах різна. рРНК оточена білками, що створюють рибосому. рРНК утримує мРНК і тРНК в органоїді і діє як каталізатор для прискорення утворення пептидних зв’язків між амінокислотами.

Рибосоми вимірюються в одиницях Сведберга, що означає, Скільки часу потрібно молекулі для осадження з розчину в центрифузі. Чим більше число, тим більше молекула.

Відмінності між прокаріотичними і еукаріотичними рибосомами розглянуті в таблиці.

Рибосоми відповідають за процес синтезу білка – рухової сили організму і є одним з ключових органоїдів живої клітини, представленої у всьому різноманітті живих істот на Землі.