RIBOSOMAL RNA: KUNG PAANO ITO SYNTHESIZED, URI AT ISTRAKTURA, FUNCTION - BIOLOGY - 2025

Ang ribosomal RNA o ribosomal, cell biology, ay ang pinakamahalagang istrukturang sangkap ng ribosom. Para sa kadahilanang ito, mayroon silang isang napakahalagang papel sa synthesis ng mga protina at ang pinaka-sagana na may kaugnayan sa iba pang mga pangunahing uri ng RNA: messenger at transfer.

Ang synt synthesis ay isang mahalagang kaganapan sa lahat ng mga buhay na organismo. Noong nakaraan, pinaniniwalaan na ang ribosomal RNA ay hindi aktibong kasangkot sa hindi pangkaraniwang bagay na ito, at gumaganap lamang ng isang istruktura na papel. Ngayon ay may katibayan na ang RNA ay may mga pag-andar sa catalytic at ang tunay na katalista ng synt synthesis.

Pinagmulan: Jane Richardson (Dcrjsr), mula sa Wikimedia Commons

Sa mga eukaryote, ang mga gen na nagbibigay ng ganitong uri ng RNA ay isinaayos sa isang rehiyon ng nucleus na tinatawag na nucleolus. Ang mga uri ng RNA ay karaniwang naiuri ayon sa kanilang pag-uugali sa sedimentation, na ang dahilan kung bakit sila ay sinamahan ng letrang S para sa "mga unit ng Svedberg".

Mga Uri

Ang isa sa mga pinaka kapansin-pansin na pagkakaiba-iba sa pagitan ng mga eukaryotic at prokaryotic lineages ay ang komposisyon ng ribosomal RNA na bumubuo ng kanilang mga ribosom. Ang mga prokaryote ay may mas maliit na ribosom, samantalang ang mga ribosom sa eukaryotes ay mas malaki.

Ang mga ribosom ay nahahati sa malaki at maliit na mga subunit. Ang maliit ay naglalaman ng isang solong molekulang RNA molekula, habang ang malaki ay naglalaman ng isang mas malaking molekula at dalawang mas maliit, sa kaso ng eukaryotes.

Ang pinakamaliit na ribosomal RNA sa bakterya ay maaaring 1,500 hanggang 3,000 nucleotides. Sa mga tao, ang ribosomal RNA ay umaabot sa mas malaking haba, sa pagitan ng 1800 at 5000 na mga nucleotide.

Ang ribosom ay ang mga pisikal na nilalang kung saan nangyayari ang synthesis ng protina. Ang mga ito ay binubuo ng humigit-kumulang na 60% ribosomal RNA. Ang natitira ay mga protina.

Mga Yunit ng Svedberg

Kasaysayan, ang ribosomal RNA ay nakilala sa pamamagitan ng koepisyentasyon ng sedimentation ng mga nasuspinde na mga particle na nasentro sa ilalim ng karaniwang mga kondisyon, na kung saan ay ipinapahiwatig ng titik S para sa "mga unit ng Svedberg."

Ang isa sa mga kagiliw-giliw na katangian ng yunit na ito ay hindi ito additive, iyon ay, 10S plus 10S ay hindi 20S. Para sa kadahilanang ito ay may ilang pagkalito na nauugnay sa pangwakas na sukat ng mga ribosom.

Prokaryotes

Sa bakterya, archaea, mitochondria, at chloroplast, ang maliit na yunit ng ribosom ay naglalaman ng 16S ribosomal RNA. Habang ang malaking subunit ay naglalaman ng dalawang species ng ribosomal RNA: 5S at 23S.

Eukaryotes

Sa eukaryotes, sa kabilang banda, ang 18S ribosomal RNA ay matatagpuan sa maliit na subunit at ang malaking subunit, 60S, ay naglalaman ng tatlong uri ng ribosomal RNA: 5S, 5.8S, at 28S. Sa linya na ito, ang mga ribosom ay may posibilidad na maging mas malaki, mas kumplikado, at mas sagana kaysa sa mga prokaryote.

Paano ito synthesized?

Kinalalagyan ng mga gene

Ang Ribosomal RNA ay ang gitnang sangkap ng mga ribosom, kaya ang synthesis nito ay isang kailangang-kailangan na kaganapan sa cell. Nagaganap ang synthesis sa nucleolus, isang rehiyon sa loob ng nucleus na hindi tinatanggal ng isang biological membrane.

Ang makinarya ay responsable para sa pag-iipon ng ribosome unit sa pagkakaroon ng ilang mga protina.

Ang ribosomal RNA genes ay isinaayos sa iba't ibang paraan depende sa lahi. Tandaan na ang isang gene ay isang segment ng DNA na may mga code para sa isang phenotype.

Sa kaso ng bakterya, ang mga genes para sa ribosomal RNAs 16S, 23S, at 5S ay isinaayos at magkasabay na na-transcribe sa isang operon. Ang samahang "magkasama" na ito ay pangkaraniwan sa mga prokaryotic gen.

Sa kaibahan, ang mga eukaryote, mas kumplikadong mga organismo na may isang membrane-delimited na nucleus, ay nakaayos ayon sa tandem. Sa amin mga tao, ang mga gene na code para sa ribosomal RNA ay isinaayos sa limang "kumpol" na matatagpuan sa mga kromosoma 13, 14, 15, 21, at 22. Ang mga rehiyon na ito ay tinawag na NOR.

Simula ng transkripsyon

Sa cell, ang RNA polymerase ay isang enzyme na namamahala sa pagdaragdag ng mga nucleotides sa mga strands ng RNA. Bumubuo sila ng isang molekula ng mga ito mula sa isang molekula ng DNA. Ang prosesong ito ng pagbuo ng isang RNA kasunod ng panunukso ng isang DNA ay kilala bilang transkripsyon. Mayroong maraming mga uri ng RNA polymerases.

Kadalasan, ang ribosomal RNA transkripsyon ay isinasagawa ng RNA polymerase I, maliban sa 5S ribosomal RNA, ang transkripsyon na kung saan ay isinasagawa ng RNA polymerase III. Ang 5S ay mayroon ding kakaiba na ito ay na-transcribe sa labas ng nucleolus.

Ang mga promotor ng RNA synthesis ay binubuo ng dalawang elemento na mayaman sa mga pagkakasunud-sunod ng GC at isang sentral na rehiyon, dito nagsisimula ang transkripsyon.

Sa mga tao, ang mga salik ng transkripsyon na kinakailangan para sa proseso ay nagbubuklod sa gitnang rehiyon at pinalalaki ang pre-initiation complex, na binubuo ng kahon ng TATA at mga kadahilanan na nauugnay sa TBP.

Kapag ang lahat ng mga kadahilanan ay magkasama, ang RNA polymerase I, kasama ang iba pang mga kadahilanan ng transkrip, ay nagbubuklod sa gitnang rehiyon ng promoter upang mabuo ang masimpleng pagsimulan.

Ang pagpapahaba at pagtatapos ng transkrip

Kasunod nito, ang pangalawang hakbang ng proseso ng transkripsyon ay nangyayari: pagpahaba. Narito ang transkripsyon mismo ay nangyayari at nagsasangkot sa pagkakaroon ng iba pang mga catalytic protein, tulad ng topoisomerase.

Sa mga eukaryotes, ang mga yunit ng transkripsyon ng mga ribosomal na genes ay may pagkakasunud-sunod ng DNA sa dulo ng 3 'na may isang pagkakasunud-sunod na kilala bilang Sal box, na nagpapahiwatig ng pagtatapos ng transkripsyon.

Matapos ang transkripsyon ng ribosomal RNA na nakaayos sa tandem ay nangyayari, ang mga biogenesis ng mga ribosom ay nagaganap sa nucleolus. Ang mga transkripsyon ng gene ng ribosomal ay may gulang at maiugnay sa mga protina upang makabuo ng mga yunit ng ribosomal.

Bago ang pagwawakas, ang pagbuo ng isang serye ng "riboproteins" ay nangyayari. Tulad ng sa messenger RNAs, ang proseso ng pag-splice ay hinihimok ng maliit na nucleolar ribonucleoproteins, o snRNPs, para sa acronym nito sa Ingles.

Ang paghihiwalay ay isang proseso kung saan ang mga introns (mga hindi pagkakasunod-sunod na coding) na karaniwang "nakakagambala" na mga exon (mga pagkakasunud-sunod na ginagawa ang code para sa pinag-uusapan) ay tinanggal.

Ang proseso ay humahantong sa mga tagapamagitan ng 20S na naglalaman ng 18S rRNA at 32S, na naglalaman ng 5.8S at 28S rRNA.

Mga pagbabago sa post-transcriptional

Matapos magmula ang ribosomal RNAs, sumailalim sila sa karagdagang mga pagbabago. Kasama dito ang mga methylations (karagdagan ng isang pangkat na methyl) na halos 100 na mga nucleotides bawat ribosom sa pangkat ng 2'-OH ng ribosom. Bilang karagdagan, ang isomerization ng higit sa 100 uridines sa pseudo-uridine form ay nangyayari.

Istraktura

Tulad ng DNA, ang RNA ay binubuo ng isang nitrogenous base na covalently bonded sa isang pospeyt na gulugod.

Ang apat na nitrogenous base na bumubuo sa kanila ay adenine, cytosine, uracil at guanine. Gayunpaman, hindi tulad ng DNA, ang RNA ay hindi isang molekulang double-band, ngunit isang solong banda.

Tulad ng paglipat ng RNA, ang ribosomal RNA ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang medyo kumplikadong pangalawang istraktura, na may mga tiyak na mga nagbubuklod na rehiyon na kinikilala ang messenger RNA at ilipat ang mga RNA.

Mga Tampok

Ang pangunahing pag-andar ng ribosomal RNA ay upang magbigay ng isang pisikal na istraktura na nagpapahintulot sa messenger RNA na kunin at mai-decode sa mga amino acid, upang mabuo ang mga protina.

Ang mga protina ay biomolecules na may malawak na hanay ng mga pag-andar - mula sa transportasyon ng oxygen, tulad ng hemoglobin, sa pagsuporta sa mga function.

Kakayahang magamit

Malawakang ginagamit ang Ribosomal RNA, kapwa sa larangan ng molekulang biyolohiya at ebolusyon, at sa gamot.

Kung nais mong malaman ang higit pa tungkol sa mga ugnayang phylogenetic sa pagitan ng dalawang pangkat ng mga organismo - iyon ay, kung paano nauugnay ang bawat organismo sa bawat isa, sa mga tuntunin ng pagkakamag-anak - ang ribosomal RNA genes ay madalas na ginagamit bilang pag-tag.

Ang mga ito ay lubos na kapaki-pakinabang bilang mga molekular na marker salamat sa kanilang mababang mga rate ng ebolusyon (ang mga uri ng pagkakasunud-sunod na ito ay kilala bilang "natipid na pagkakasunud-sunod").

Sa katunayan, ang isa sa mga pinaka sikat na phylogenetic na mga pagbabagong-tatag sa lugar ng biology ay ginanap ni Carl Woese at mga tagasuporta gamit ang 16S ribosomal RNA na pagkakasunud-sunod. Ang mga resulta ng pag-aaral na ito ay nagpapahintulot sa mga buhay na organismo na nahahati sa tatlong mga domain: archaea, bacteria, at eukaryotes.

Sa kabilang banda, ang ribosomal RNA ay madalas na target ng maraming mga antibiotics na ginagamit sa gamot upang pagalingin ang isang malawak na hanay ng mga sakit. Makatarungang ipalagay na sa pamamagitan ng pag-atake sa sistema ng produksyon ng protina ng isang bacterium, maaapektuhan agad ito.

Ebolusyon

Ipinagpalagay na ang mga ribosom, tulad ng alam natin sa kanila ngayon, ay nagsimula ang kanilang pagbuo sa napakalayong mga oras, malapit sa pagbuo ng LUCA (huling unibersal na karaniwang ninuno).

Sa katunayan, ang isa sa mga hypotheses patungkol sa pinagmulan ng buhay ay nagsasabi na ang buhay ay nagmula sa isang molekula ng RNA - dahil mayroon itong kinakailangang mga autocatalytic na kakayahan upang isaalang-alang na isa sa mga precursor molecules ng buhay.

Iminumungkahi ng mga mananaliksik na ang kasalukuyang ribosome precursor ay hindi pumipili sa mga amino acid, na tinatanggap ang parehong l at d isomer. Sa ngayon, malawak na kilala na ang mga protina ay nabuo ng eksklusibo mula sa l-form amino.

Bilang karagdagan, ang ribosomal RNA ay may kakayahang pag-catalyze ang reaksyon ng peptidyl transferase.Ang katangian na ito ay nagsisilbing isang repotikong nucleotide, kaisa kasama ang mga catalytic na kakayahan, gawin itong isang pangunahing elemento sa ebolusyon ng mga unang porma sa mundo.

Mga Sanggunian

1. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. (2002). Biochemistry. Ika-5 edisyon. New York: WH Freeman. Seksyon 29.3, Isang Ribosome Ay isang Ribonucleoprotein Particle (70S) Ginawa ng isang Maliit (30S) at isang Malaki (50S) Subunit. Magagamit sa: ncbi.nlm.nih.gov
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Imbitasyon sa Biology. Panamerican Medical Ed.
3. Fox, GE (2010). Pinagmulan at ebolusyon ng ribosom. Ang pananaw ng Cold Spring Harbour sa biology, 2 (9), a003483.
4. Hall, JE (2015). Guyton at Hall aklat-aralin ng e-Book ng medikal na physiology. Elsevier Mga Agham sa Kalusugan.
5. Lewin, B. (1993). Mga Gen Dami 1. Reverte.
6. Lodish, H. (2005). Cellular at molekular na biyolohiya. Panamerican Medical Ed.
7. Ramakrishnan, V. (2002). Ribosome na istraktura at ang mekanismo ng pagsasalin. Cell, 108 (4), 557-572.
8. Tortora, GJ, Funke, BR, & Kaso, CL (2007). Panimula sa microbiology. Panamerican Medical Ed.
9. Wilson, DN, & Cate, JHD (2012). Ang istraktura at pag-andar ng eukaryotic ribosome. Ang pananaw ng Cold Spring Harbour sa biology, 4 (5), a011536.