Ribosome

Các Ribosome đại diện cho một phức hợp của axit ribonucleic với các protein khác nhau. Ở đó, quá trình tổng hợp protein diễn ra theo trình tự nucleotide được lưu trữ trong DNA bằng cách dịch mã thành chuỗi polypeptide.

Ribosome là gì?

Ribosome bao gồm rRNA và các protein cấu trúc khác nhau. RRNA (RNA ribosome) được phiên mã trong DNA. Có các gen tổng hợp RNA ribosome ở dạng rDNA. RDNA không được phiên mã thành protein, mà chỉ vào RNA ribosome.

RRNA đóng vai trò là khối xây dựng cơ bản của ribosome. Ở đó nó xúc tác quá trình dịch mã thông tin di truyền của mRNA thành protein. Các protein trong ribosome không liên kết cộng hóa trị với rRNA. Chúng giữ cấu trúc của ribosome lại với nhau, trong khi xúc tác thực sự của quá trình tổng hợp protein được thực hiện bởi rRNA. Các ribosome bao gồm hai tiểu đơn vị chỉ được lắp ráp thành một ribosome trong quá trình tổng hợp protein. Các khối xây dựng của chúng được tổng hợp trên DNA trong nhân tế bào.

Đây là nơi sản xuất cả rRNA và protein, chúng kết hợp để tạo thành hai tiểu đơn vị trong nhân tế bào. Chúng đến tế bào chất qua lỗ nhân. Trong tế bào nhân thực có 100.000 đến 10.000.000 ribosome, tùy thuộc vào hoạt động tổng hợp protein. Trong các tế bào tổng hợp protein rất tích cực, có nhiều ribosome hơn trong một tế bào ít hoạt động hơn. Ngoài tế bào chất, ribosome cũng xuất hiện trong ti thể hoặc ở thực vật, trong lục lạp.

Giải phẫu & cấu trúc

Như đã đề cập, ribosome bao gồm rRNA và protein cấu trúc, chịu trách nhiệm định vị chính xác và gắn kết cấu trúc. Sau khi tổng hợp trong lõi, hai tiểu đơn vị được hình thành, chúng chỉ kết hợp với nhau trong quá trình tổng hợp protein thông qua tiếp xúc với mRNA để tạo thành ribosome.

Sau khi quá trình sinh tổng hợp protein kết thúc, ribosome tương ứng lại phân hủy thành các tiểu đơn vị của nó. Ở động vật có vú, tiểu đơn vị nhỏ bao gồm 33 protein và một rRNA, và tiểu đơn vị lớn bao gồm 49 protein và ba rRNA. Khi tiếp xúc với mRNA, mang thông tin di truyền của DNA cho một protein nhất định, hai tiểu đơn vị kết hợp để tạo thành ribosome thực sự và quá trình tổng hợp protein có thể bắt đầu.

Các protein ribosome nằm ở rìa nhiều hơn. Các ribosome có thể tồn tại tự do trong tế bào chất hoặc có màng trong lưới nội chất. Khi làm như vậy, chúng liên tục chuyển đổi giữa trạng thái tự do và trạng thái liên kết màng. Các ribosome trong tế bào chất tự do tạo ra các protein cũng đi vào huyết tương tế bào. Protein được hình thành trên lưới nội chất và sau đó đi vào lòng của ER thông qua chất vận chuyển protein cotranslational. Thông thường đây là những protein được hình thành trong các tế bào tiết dịch như tuyến tụy.

Chức năng & nhiệm vụ

Chức năng của ribosome là xúc tác quá trình sinh tổng hợp protein. Thông tin di truyền thực sự của các protein được mang bởi mRNA, được phiên mã trên DNA. Sau khi rời khỏi nhân, nó ngay lập tức liên kết với một ribosome để tổng hợp protein. Hai đơn vị con đi kèm với nhau.

Hơn nữa, các axit amin riêng lẻ được vận chuyển từ tế bào chất đến các ribosome nhờ tRNA. Có ba vị trí liên kết tRNA ở đó. Đây là aminoacyl (A), peptidyl (P) và điểm thoát ra (E). Khi bắt đầu tổng hợp protein, hai vị trí, vị trí A và P, được chiếm bởi tRNA chứa axit amin. Trạng thái này được gọi là trạng thái tiền tịnh tiến. Sau khi hình thành liên kết peptit giữa hai axit amin, trạng thái sau dịch mã xảy ra, với vị trí A trở thành vị trí E và vị trí P trở thành vị trí A và một tRNA mới gắn thêm ba nucleotide vào vị trí P mới.

TRNA ở vị trí P trước đây được giải phóng khỏi axit amin của nó bây giờ được chuyển ra khỏi ribosome. Các trạng thái dao động liên tục trong quá trình tổng hợp protein. Năng lượng kích hoạt cao được yêu cầu cho mỗi lần thay đổi. Các phân tử tRNA riêng lẻ gắn vào codon bổ sung tương ứng của mRNA. Quá trình tổng hợp protein diễn ra giữa hai tiểu đơn vị của ribosome theo cấu trúc hình đường hầm. Quá trình sinh tổng hợp thực sự được điều khiển bởi tiểu đơn vị lớn của ribosome.

Tiểu đơn vị nhỏ kiểm soát chức năng của rRNA. Khi quá trình tổng hợp diễn ra trong một loại đường hầm, các chuỗi protein chưa hoàn thành được bảo vệ khỏi bị phá vỡ bởi các enzym sửa chữa. Ở dạng này, những protein này sẽ được nhận ra là khiếm khuyết trong tế bào chất và ngay lập tức bị phá vỡ. Khi quá trình tổng hợp protein hoàn tất, ribosome bị phá vỡ thành các tiểu đơn vị của nó.

Bệnh tật

Sự gián đoạn trong quá trình tổng hợp protein có thể dẫn đến các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng. Một trình tự có trật tự của quá trình này là cần thiết cho các chức năng sống. Tuy nhiên, có một số đột biến ảnh hưởng đến các protein cấu trúc hoặc mRNA.

Một căn bệnh trong đó các đột biến trong protein ribosome bị nghi ngờ là nguyên nhân được gọi là bệnh thiếu máu hình thoi-blackfan. Thiếu máu Diamond Blackfan là một rối loạn máu rất hiếm gặp, trong đó sự tổng hợp các tế bào hồng cầu bị suy giảm. Thiếu máu phát triển khiến các cơ quan không được cung cấp đầy đủ oxy. Điều trị bằng cách truyền máu suốt đời. Ngoài ra còn có các dị tật thể chất khác.

Theo một giả thuyết, sự hoạt động sai của các protein ribosome sẽ dẫn đến tăng quá trình chết rụng của các tế bào tiền thân của hồng cầu và do đó gây ra thiếu máu. Hầu hết các đột biến xảy ra một cách tự phát. Di truyền của hội chứng chỉ có thể được chứng minh trong 15% tổng số trường hợp.