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Ribosomen und Proteinassemblierung

Es gibt zwei Haupttypen von Zellen: prokaryotische und eukaryotische Zellen. Ribosomen sind Zellorganellen. die aus RNA und Proteinen bestehen. Sie sind für den Aufbau der Proteine ​​der Zelle verantwortlich. Abhängig von der Proteinproduktion einer bestimmten Zelle können Ribosomen in Millionenhöhe sein.

Wichtige Imbissbuden: Ribosomen

  • Ribosomen sind Zellorganellen, die bei der Proteinsynthese eine Rolle spielen. Ribosomen in pflanzlichen und tierischen Zellen sind größer als die in Bakterien gefundenen.
  • Ribosomen bestehen aus RNA und Proteinen, die Ribosomenuntereinheiten bilden: eine große Ribosomenuntereinheit und eine kleine Untereinheit. Diese beiden Untereinheiten werden im Zellkern produziert und vereinigen sich während der Proteinsynthese im Zytoplasma.
  • Freie Ribosomen sind im Cytosol suspendiert, während gebundene Ribosomen an das endoplasmatische Retikulum gebunden sind.
  • Mitochondrien und Chloroplasten können ihre eigenen Ribosomen produzieren.

 

Unterscheidungsmerkmale

Struktur eines Ribosoms. Wechselwirkung eines Ribosoms mit mRNA.  ttsz / iStock / Getty Images Plus

Ribosomen bestehen typischerweise aus zwei Untereinheiten: einer großen Untereinheit und einer kleinen Untereinheit . Eukarotische Ribosomen (80S), wie sie in pflanzlichen und tierischen Zellen vorhanden sind, sind größer als prokaryotische Ribosomen (70S), wie sie in Bakterien vorhanden sind. Ribosomale Untereinheiten werden im Nucleolus synthetisiert und gelangen über Kernporen über die Kernmembran zum Zytoplasma .

Beide ribosomalen Untereinheiten verbinden sich, wenn das Ribosom während der Proteinsynthese an Messenger-RNA (mRNA) bindet . Ribosomen helfen zusammen mit einem anderen RNA-Molekül, der Transfer-RNA (tRNA), die Protein-kodierenden Gene in mRNA in Proteine ​​zu übersetzen. Ribosomen verbinden Aminosäuren miteinander, um Polypeptidketten zu bilden, die weiter modifiziert werden, bevor sie zu funktionellen Proteinen werden .

 

Ort in der Zelle

Ribosomen können an das endoplasmatische Retikulum gebunden oder frei im Zytoplasma gefunden werden.  ttsz / iStock / Getty Images Plus

Es gibt zwei Stellen, an denen Ribosomen üblicherweise in einer eukaryotischen Zelle existieren: im Cytosol suspendiert und an das endoplasmatische Retikulum gebunden . Diese Ribosomen werden als freie Ribosomen bzw. gebundene Ribosomen bezeichnet. In beiden Fällen bilden die Ribosomen normalerweise während der Proteinsynthese Aggregate, die als Polysomen oder Polyribosomen bezeichnet werden. Polyribosomen sind Cluster von Ribosomen, die sich während der Proteinsynthese an ein mRNA-Molekül binden. Dies ermöglicht die gleichzeitige Synthese mehrerer Kopien eines Proteins aus einem einzelnen mRNA-Molekül.

Freie Ribosomen bilden normalerweise Proteine, die im Cytosol (Flüssigkeitskomponente des Zytoplasmas. funktionieren , während gebundene Ribosomen normalerweise Proteine ​​bilden, die aus der Zelle exportiert oder in die Membranen der Zelle aufgenommen werden. Interessanterweise sind freie Ribosomen und gebundene Ribosomen austauschbar und die Zelle kann ihre Anzahl je nach Stoffwechselbedarf ändern.

Organellen wie Mitochondrien und Chloroplasten in eukaryotischen Organismen haben ihre eigenen Ribosomen. Ribosomen in diesen Organellen ähneln in Bezug auf die Größe eher Ribosomen, die in Bakterien vorkommen. Die Untereinheiten, die Ribosomen in Mitochondrien und Chloroplasten umfassen, sind kleiner (30S bis 50S) als die Untereinheiten von Ribosomen, die im Rest der Zelle gefunden werden (40S bis 60S).

 

Ribosomen und Proteinassemblierung

Ribosomen interagieren mit mRNA, um Proteine ​​in einem Prozess zu produzieren, der als Translation bezeichnet wird.  ttsz / iStock / Getty Images Plus

Die Proteinsynthese erfolgt durch Transkription und Translation. Bei der Transkription wird der in der DNA enthaltene genetische Code in eine RNA- Version des als Messenger-RNA (mRNA) bekannten Codes transkribiert. Das mRNA-Transkript wird vom Zellkern zum Zytoplasma transportiert, wo es translatiert wird. Bei der Translation wird eine wachsende Aminosäurekette erzeugt. die auch als Polypeptidkette bezeichnet wird. Ribosomen helfen bei der Translation von mRNA, indem sie an das Molekül binden und Aminosäuren miteinander verbinden, um eine Polypeptidkette zu erzeugen. Die Polypeptidkette wird schließlich zu einem voll funktionsfähigen Protein. Proteine ​​sind sehr wichtige biologische Polymere in unseren Zellen, da sie an praktisch allen Zellfunktionen beteiligt sind.

Es gibt einige Unterschiede zwischen der Proteinsynthese bei Eukaryoten und Prokaryoten. Da eukaryotische Ribosomen größer sind als die in Prokaryoten, benötigen sie mehr Proteinkomponenten. Andere Unterschiede umfassen unterschiedliche Initiator-Aminosäuresequenzen zum Starten der Proteinsynthese sowie unterschiedliche Elongations- und Terminationsfaktoren.

 

Eukaryotische Zellstrukturen

Dies ist ein Diagramm einer Tierzelle. colematt / iStock / Getty Images Plus 

Ribosomen sind nur eine Art von Zellorganellen. Die folgenden Zellstrukturen können auch in einer typischen tierischen eukaryotischen Zelle gefunden werden:

 

Quellen

  • Berg, Jeremy M. „Die eukaryotische Proteinsynthese unterscheidet sich von der prokaryotischen Proteinsynthese hauptsächlich in der Translationsinitiierung.“ Biochemie. 5th Edition ., US National Library of Medicine, 2002, www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22531/#_ncbi_dlg_citbx_NBK22531.
  • Wilson, Daniel N und Jamie H Doudna Cate. „Die Struktur und Funktion des eukaryotischen Ribosoms.“ Cold Spring Harbor Perspectives in Biology vol. 4,5 a011536. doi: 10.1101 / cshperspect.a011536

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