POLISOM: ZNAČILNOSTI, VRSTE IN FUNKCIJE - BIOLOGIJA - 2026

Polysome je skupina ribosomov zaposli za prevod istega RNK (mRNA). Struktura je bolj znana kot poliribosom ali manj pogost ergosom.

Polisomi omogočajo povečano proizvodnjo beljakovin iz tistih glasnikov, ki so podvrženi simultanemu prevajanju več ribosomov. Polisomi sodelujejo tudi v procesih sočasnega pregibanja in pri pridobivanju kvartarnih struktur z novo sintetiziranimi proteini.

Bakterijski poliribosomi. CNX OpenStax, prek Wikimedia Commons

Polisomi skupaj s tako imenovanimi telesi P in stresnimi zrnci nadzirajo usodo in funkcijo glasnikov v evkariontskih celicah.

Polisomi so opazili tako v prokariontskih kot v evkariontskih celicah. To pomeni, da ima ta vrsta makromolekularne tvorbe v celičnem svetu dolgo zgodovino. Polisom je lahko sestavljen iz vsaj dveh ribosomov na istem glasniku, na splošno pa sta več kot dva.

V vsaj eni celici sesalcev lahko obstaja do 10.000.000 ribosomov. Za mnoge so opazili, da so brezplačni, vendar je velik delež povezan z znanimi polisomi.

Splošne značilnosti

Ribosomi vseh živih bitij so sestavljeni iz dveh podenot: majhne podenote in velike podenote. Majhna podenota ribosomov je odgovorna za branje sporočila RNA.

Velika podenota je odgovorna za linearno dodajanje aminokislin na nastajajočemu peptidu. Aktivna translacijska enota je tista, v kateri je mRNA lahko rekrutirala in omogočila sestavljanje ribosoma. Po tem se branje trojčkov v messengerju in interakcija z ustreznim naloženim tRNA nadaljuje zaporedno.

Ribosomi so gradniki polisomov. V resnici lahko v isti celici obstajata oba načina prevajanja sporočil. Če bi bili očiščeni vsi sestavni deli, ki sestavljajo prevajalno napravo celice, bi našli štiri glavne frakcije:

• Prvi bi tvorili mRNA, povezana z beljakovinami, s katerimi se tvorijo glasbeni ribonukleoproteini. Se pravi, solo glasniki.
• Drugič, ribosomske podenote, ki jih ločimo, še vedno ne preidejo v noben sel
• Tretji bi bil monomom. Se pravi, "prosti" ribosomi, povezani z nekaj mRNA.
• Končno bi bil najtežji del polisomov. To je tisti, ki dejansko izvaja večino prevajalskega postopka

Struktura evkariontskih polisomov

V evkariontskih celicah se mRNA izvažajo iz jedra kot glasniki ribonukleoproteini. Se pravi, da je messenger povezan z različnimi beljakovinami, ki bodo določile njegov izvoz, mobilizacijo in prevajanje.

Med njimi je več takih, ki medsebojno delujejo z beljakovinami PABP, ki so pritrjene na polyA 3 'repu sel. Drugi, kot je kompleks CBP20 / CBP80, se bodo vezali na 5 'pokrov mRNA.

Sprostitev kompleksa CBP20 / CBP80 in rekrutiranje ribosomskih podenot na 5 'pokrovu določata nastanek ribosoma.

Začne se prevajanje in na 5 'pokrovu sestavijo novi ribosomi. To se zgodi za omejeno številokrat, kar je odvisno od vsakega glasnika in vrste zadevnega polisoma.

Po tem koraku translacijski faktorji raztezka, povezani s pokrovčkom na 5 'koncu, vplivajo na protein PABP, vezan na 3' konec mRNA. Tako je oblikovan krog, ki ga določa zveza neprenosljivih področij glasnika. Tako se pridobi toliko ribosomov, kolikor dopušča dolžina glasnika in drugi dejavniki.

Povezani konci v krožni strukturi evkariontskih polisomov. Fdardel, prek Wikimedia Commons

Drugi polisomi lahko sprejmejo linearno dvojno vrstico ali spiralno konfiguracijo s štirimi ribosomi na zavoj. Krožna oblika je najmočneje povezana s prostimi polisomi.

Vrste polisomov in njihove funkcije

Polisomi nastajajo na aktivnih translacijskih enotah (sprva monosomi) z zaporednim dodajanjem drugih ribosomov na isti mRNA.

Glede na njihovo podcelično lokacijo najdemo tri različne vrste polisomov, pri čemer ima vsak svoje posebne funkcije.

Prosti polisomi

Najdemo jih v citoplazmi, brez navideznih povezav z drugimi strukturami. Ti polisomi prevajajo mRNA, ki kodirajo citosolne proteine.

Elimplazmatski retikulum (ER), polisomi

Ker je jedrska ovojnica podaljšek endoplazemskega retikuluma, je ta vrsta polisomov lahko povezana tudi z zunanjo jedrsko ovojnico.

V teh polisomih se prevajajo mRNA, ki kodirajo dve pomembni skupini proteinov. Nekateri, ki so strukturni del endoplazemskega retikuluma ali kompleksa Golgi. Drugi, ki jih morajo te organele naknadno spremeniti in / ali preseliti znotraj celic.

Citoskeletom povezani polisomi

Citoskeletom povezani polisomi prevajajo beljakovine iz mRNA, ki so asimetrično koncentrirane v določenih podceličnih oddelkih.

To pomeni, da ob odhodu iz jedra nekaj messenger ribonukleoproteinov mobiliziramo na mesto, kjer je potreben izdelek, ki ga kodirajo. To mobilizacijo izvaja citoskelet s sodelovanjem beljakovin, ki se vežejo na rep poliA mRNA.

Z drugimi besedami, citoskelet razdeli glasnikom po destinaciji. Ta usoda je določena s funkcijo beljakovin in s tem, kje mora prebivati ​​ali delovati.

Regulacija post-transkripcijskega utišanja genov

Tudi če je mRNA prepisana, to ne pomeni nujno, da jo je treba prevesti. Če je ta mRNA v celični citoplazmi posebej razgrajena, naj bi bilo izražanje njenega gena post-transkripcijsko regulirano.

Obstaja veliko načinov, kako to doseči, eden od njih pa je z delovanjem tako imenovanih MIR genov. Končni produkt transkripcije gena MIR je mikroRNA (miRNA).

Ti se dopolnjujejo ali delno dopolnjujejo drugim sporočilcem, katerih prevod urejajo (po-transkripcijsko utišanje). Tišina lahko vključuje tudi specifično degradacijo določenega glasnika.

Vse, kar je povezano s prevajanjem, njegovo razdelitvijo, regulacijo in post-transkripcijskim genetskim utišanjem, nadzorujejo polisomi.

Da bi to naredili, sodelujejo z drugimi molekularnimi makrostrukturami celice, znanimi kot P telesa in stresne zrnce. Ta tri telesa, mRNA in mikroRNA tako definirajo proteom, prisoten v celici v vsakem trenutku.

Reference

1. Afonina, ZA, Shirokov, VA (2018) Tridimenzionalna organizacija poliribosomov - Sodoben pristop. Biokemija (Moskva), 83: S48-S55.
2. Akgül, B., Erdoğan, I. (2018) Intracytoplasmic re-lokalizacija miRISC kompleksov. Meje v genetiki, doi: 10.3389 / fgene.2018.00403
3. Alberts, B. Johnson, A., Lewis, J., Raff, M. Roberts, K. Walters, P. (2014) molekularna biologija celice, 6 ^th Edition. Garland Science, Taylor & Francis Group. Abingdon na Temzi, Združeno kraljestvo.
4. Chantarachot, T., Bailey-Serres, J. (2018) Polisomi, stresne granule in procesna telesa: dinamičen triumvirat, ki nadzira usodo in delovanje citoplazemskih mRNA. Fiziologija rastlin 176: 254-269.
5. Emmott, E., Jovanović, M., Slavov, N. (2018) Ribosomska stehiometrija: od oblike do funkcije. Trendi v biokemijskih znanostih, doi: 10.1016 / j.tibs.2018.10.009.
6. Wells, JN, Bergendahl, LT, Marsh, JA (2015) Sočasni prevod beljakovinskih kompleksov. Transakcije Biohemične družbe, 43: 1221-1226.