الريبوسوم

ال الريبوسوم يمثل مركبًا من الحمض النووي الريبي مع بروتينات مختلفة ، حيث يتم تكوين البروتين وفقًا لتسلسل النيوكليوتيدات المخزنة في الحمض النووي عن طريق الترجمة إلى سلسلة متعددة الببتيد.

ما هو الريبوسوم؟

تتكون الريبوسومات من الرنا الريباسي وبروتينات هيكلية مختلفة. يتم نسخ الرنا الريباسي (الحمض النووي الريبي) في الحمض النووي. هناك جينات لتخليق الحمض النووي الريبي الريبوزي في شكل rDNA. لا يتم نسخ rDNA إلى بروتينات ، ولكن فقط في RNA الريباسي.

يعمل الرنا الريباسي بمثابة اللبنة الأساسية للريبوسومات.هناك يحفز ترجمة المعلومات الجينية للـ mRNA إلى بروتينات. لا ترتبط البروتينات داخل الريبوسومات تساهميًا في الرنا الريباسي. إنهم يربطون بنية الريبوسوم معًا ، بينما يتم إجراء التحفيز الفعلي لتخليق البروتين بواسطة الرنا الريباسي. تتكون الريبوسومات من وحدتين فرعيتين يتم تجميعهما فقط في ريبوسوم أثناء تخليق البروتين. يتم تصنيع اللبنات الأساسية الخاصة بهم على الحمض النووي في نواة الخلية.

هذا هو المكان الذي يتم فيه إنتاج كل من الرنا الريباسي والبروتينات ، والتي تتحد لتشكل وحدتين فرعيتين داخل نواة الخلية. يصلون إلى السيتوبلازم عبر المسام النووية. يوجد في الخلية حقيقية النواة 100،000 إلى 10،000،000 ريبوسوم ، اعتمادًا على نشاط تخليق البروتين. في الخلايا التي تحتوي على تخليق بروتين نشط للغاية ، يوجد عدد أكبر من الريبوسومات مقارنة بالخلية ذات النشاط الأقل. بالإضافة إلى السيتوبلازم ، تحدث الريبوسومات أيضًا في الميتوكوندريا أو في البلاستيدات الخضراء للنباتات.

التشريح والهيكل

كما ذكرنا سابقًا ، تتكون الريبوسومات من الرنا الريباسي والبروتينات الهيكلية المسؤولة عن الموضع الصحيح وتماسك الهيكل. بعد التوليف في القلب ، يتم تكوين وحدتين فرعيتين ، والتي لا تجتمع إلا أثناء تخليق البروتين من خلال التلامس مع الرنا المرسال لتشكيل الريبوسوم.

بعد انتهاء التخليق الحيوي للبروتين ، ينقسم الريبوسوم المقابل مرة أخرى إلى وحداته الفرعية. في الثدييات ، تتكون الوحدة الفرعية الصغيرة من 33 بروتينًا وواحدًا من الرنا الريباسي ، وتتكون الوحدة الفرعية الكبيرة من 49 بروتينًا وثلاثة من الرنا الريباسي. عند الاتصال بـ mRNA ، الذي يحمل المعلومات الجينية للحمض النووي لبروتين معين ، تتحد الوحدتان لتشكيل الريبوسوم الفعلي ، ويمكن أن يبدأ تخليق البروتين.

بروتينات الريبوسوم هي أكثر على الحافة. يمكن أن توجد الريبوسومات بحرية في السيتوبلازم أو الغشاء المرتبط في الشبكة الإندوبلازمية. عند القيام بذلك ، ينتقلون باستمرار بين الحالة الحرة والمرتبطة بالغشاء. تنتج الريبوسومات الموجودة في السيتوبلازم الحر بروتينات يجب أن تدخل أيضًا بلازما الخلية. تتشكل البروتينات على الشبكة الإندوبلازمية ثم تدخل تجويف ER عبر ناقل البروتين المتحد. عادة ما تكون هذه بروتينات تتشكل في الخلايا المكونة للإفراز مثل البنكرياس.

الوظيفة والمهام

تتمثل وظيفة الريبوسومات في تحفيز التركيب الحيوي للبروتين. يتم نقل المعلومات الجينية الفعلية للبروتينات بواسطة mRNA ، والتي يتم نسخها على الحمض النووي. بعد أن تغادر النواة ، ترتبط على الفور بالريبوسوم لتخليق البروتين. تتحد الوحدتان الفرعيتان.

علاوة على ذلك ، يتم نقل الأحماض الأمينية الفردية من السيتوبلازم إلى الريبوسومات عن طريق الحمض الريبي النووي النقال. هناك ثلاثة مواقع ربط الحمض الريبي النووي النقال هناك. هذا هو aminoacyl (A) ، و peptidyl (P) ونقطة الخروج (E). في بداية تخليق البروتين ، يتم شغل موقعين ، الموضعان A و P ، بواسطة الحمض الريبي النووي النقال المحمّل بالأحماض الأمينية. هذه الحالة تسمى حالة ما قبل الترجمة. بعد تكوين رابطة ببتيدية بين الأحماض الأمينية ، تحدث حالة ما بعد الترجمة ، حيث يصبح الموقع A هو الموقع E ويصبح موقع P هو الموقع A ويحتفظ الحمض الريبي النووي النقال الجديد بثلاثة نيوكليوتيدات في موقع P الجديد.

يتم الآن إخراج الحمض الريبي النووي النقال السابق من موقع P ، والذي تم تحريره من حمضه الأميني ، من الريبوسوم. تتأرجح الحالات باستمرار أثناء تخليق البروتين. مطلوب طاقة تنشيط عالية لكل تغيير. ترسو جزيئات الحمض الريبي النووي النقال الفردية على الكودون التكميلي الخاص بالمرنا. يحدث تخليق البروتين بين وحدتين فرعيتين للريبوسوم في هيكل على شكل نفق. يتم التحكم في التخليق الحيوي الفعلي بواسطة وحدة فرعية كبيرة من الريبوسوم.

تتحكم الوحدة الفرعية الصغيرة في وظيفة الرنا الريباسي. نظرًا لأن التخليق يحدث في نوع من الأنفاق ، فإن سلاسل البروتين غير المكتملة محمية من الانهيار بواسطة إنزيمات الإصلاح. في هذا الشكل ، سيتم التعرف على هذه البروتينات على أنها معيبة في السيتوبلازم ويتم تفكيكها على الفور. عند اكتمال تخليق البروتين ، ينقسم الريبوسوم إلى وحداته الفرعية.

الأمراض

يمكن أن يؤدي اضطراب تخليق البروتين إلى مشاكل صحية خطيرة. التسلسل المنظم لهذه العملية ضروري لوظائف الحياة. ومع ذلك ، هناك بعض الطفرات التي تؤثر على البروتينات الهيكلية أو الرنا المرسال.

يُعرف المرض الذي يُشتبه في أن تكون الطفرات في البروتينات الريبوزومية هي السبب فيه باسم فقر الدم الأسود الماسي. فقر الدم الماسي بلاكفان هو اضطراب نادر جدًا في الدم يتم فيه إعاقة تخليق خلايا الدم الحمراء. يتطور فقر الدم ، مما يمنع الأعضاء من إمدادها بالأكسجين بشكل كافٍ. يتكون العلاج من عمليات نقل الدم مدى الحياة. هناك أيضًا تشوهات جسدية أخرى.

وفقًا لإحدى النظريات ، يجب أن يؤدي خلل البروتينات الريبوزومية إلى زيادة موت الخلايا المبرمج للخلايا السليفة في كريات الدم الحمراء وبالتالي يسبب فقر الدم. تحدث معظم الطفرات بشكل عفوي. لا يمكن إثبات وراثة المتلازمة إلا في 15 بالمائة من جميع الحالات.