ribozómy
Ribozómy
Ribozómy jsou odpovědné za syntézu proteinů
Pro rychlý a hlavně přesný přepis genetické informace do sekvence aminokyselin je potřeba vytvořit velký komplex tvořený z podjednotek, který se dokáže nejen pohybovat podél mRNA a číst genetickou informaci, ale dokáže také vychytávat z okolního cytosolu konkrétní tRNA, uvolňovat z nich aminokyseliny a tyto pak spojovat do peptidického řetězce.
Tento komplex se označuje jako ribozóm, vzniká spojením dvou nestejně velkých podjednotek a je tvořen ze dvou třetin ribozomální rRNA, 55 různými proteiny v případě prokaryot a 82 různými proteiny v případě eukaryot. Ribozómy prokaryot i eukaryot jsou si velice podobné jak tvarem, tak i funkcí. Bakteriální ribozomy jsou však asi 10x výkonnější (ribozóm eukaryotní buňky připojí k rostoucímu peptidickému řetězci asi 2 aminokyseliny za sekundu, bakteriální ribozóm asi 20 aminokyselin za sekundu).
Rozdíl mezi ribozomem prokaryot a eukaryot se určuje pomocí sedimentačního koeficientu. Prokaryotický ribozóm se označuje 70S, jeho menší podjednotka 30S a větší podjednotka 50S. Eukaryotický ribozóm se označuje 80S, jeho menší podjednotka 40S a větší podjednotka 60S.
V cytoplazmě jsou ribozómy vázané buď na membránu drsného endoplazmatického retikula, nebo jsou v ní volně rozptýleny. Rozptýlené ribozómy jsou buď volné (monomerní ribozómy, označované také jako monosomální forma) nebo vázané na mediátorovou RNA (mRNA) ve formě spirály (polyribozómy nebo také označované jako polysomy).
Polyribozómy vznikají dynamicky
V průběhu biosyntézy proteinů dochází k opakovanému spojování ribozómů v polyribozómy. Genetická informace se z DNA přepisuje do mRNA, která určuje výslednou specifičnost syntetizovaných proteinů. Syntéza bílkoviny probíhá současně na několika ribozómech dočasně spojených mRNA právě v polyribozóm. Jednotlivé triplety mRNA jsou specifické pro určité transferové RNA (tRNA), na každou z nich je vždy navázána určitá aminokyselina. Triplety na mRNA tedy určují výsledné pořadí aminokyselin ve vytvářeném peptidickém řetězci. Funkčnost ribozómu však určuje ribozomální rRNA, která umožňuje přepis informace z mRNA do sekvence aminokyselin.
Mediátorová mRNA má různě dlouhou životnost a tím je dána i produkční doba ribozómů a polyribozómů. Obecně se má za to, že proteiny syntetizované ve velkém množství (například β-globin) jsou překládány z mRNA s dlouhou životností (až 10 hodin), zatímco proteiny potřebné v malém množství nebo proteiny plnící nějakou regulační funkci mají mRNA s krátkou dobou života (řádově desítky minut). Životnost ribozómu je dána určitou sekvencí nukleotidů v samotné mRNA. V okamžiku, kdy se začne mRNA rozpadat na krátké fragmenty nukleotidů nebo na jednotlivé nukleotidy, začne se i rozpadat struktura ribozómů a syntéza proteinů skončí. Odlišná doba životnosti mRNA tedy pomáhá buňce regulovat množství produkovaného proteinu.
Ribozómy jsou tvořeny proteiny a ribozomálními RNA
Každý ribozóm se skládá ze dvou nestejně velkých subjednotek tvořených nukleoproteiny. Průměr ribozómu se pohybuje od 21 do 25 nm. Ribozómy euokaryot jsou sice stejně velké jako bakteriální ribozómy, jsou ale přibližně o polovinu těžší (přibližně 4 x 106 Da).
Obě podjednotky se spojují na molekule mRNA poblíž jejího 5´- konce a zahajují syntézu proteinu. Menší podjednotka odpovídá za zachycení příslušné tRNA a její nasednutí na kodon mRNA. Větší podjednotka pak zajistí uvolnění aminokyseliny z tRNA a vytvoření peptidické vazby mezi touto aminokyselinou a peptidickým řetězcem. Po dosyntetizování proteinu se obě podjednotky od sebe oddělí a ribozóm se rozpadne.
Klíčovou roli v uvolňování aminokyseliny z vazby s tRNA a následné vytvoření peptidické vazby má enzym s peptidyltransferázovou aktivitou. Nejedná se však o klasický enzym (jeho aktivní centrum není totiž tvořeno bílkovinou). Předpokládá se, že enzymovou aktivitu vykazuje určitá rRNA, která je součástí větší ribozomální podjednotky. Aby se však její enzymatická aktivita mohla projevit, musí dojít k interakci s určitými proteiny větší podjednotky. Vytvoření nové peptidické vazby zřejmě vyvolá následný posun menší podjednotky po molekule mRNA přesně o tři nukleotidy, což způsobí uvolnění do té doby vázané tRNA (ale již bez aminokyseliny).
Související články
Endoplazmatické retikulum - biochemie
Plazmatická membrána - biochemie
Odkazy
Při zpracovávání textů a grafické stránky článků byly využity podklady z odborné literatury a internetu. Převzaté obrázky byly graficky upraveny pro potřeby tohoto webu. Kreslené obrázky podléhají autorským právům. Seznam použité literatury naleznete zde.