Ribosomen - de eiwitbouwers van een cel

Er zijn twee hoofdtypen cellen: prokaryotische en eukaryotische cellen. Ribosomen zijn celorganellen die bestaan ​​uit RNA en eiwitten. Ze zijn verantwoordelijk voor het samenstellen van de eiwitten van de cel. Afhankelijk van het eiwitproductieniveau van een bepaalde cel, kunnen ribosomen miljoenen tellen.

Belangrijkste afhaalrestaurants: Ribosomen

• Ribosomen zijn celorganellen die functioneren in de eiwitsynthese. Ribosomen in cellen van planten en dieren zijn groter dan die in bacteriën.
• Ribosomen zijn samengesteld uit RNA en eiwitten die ribosoom-subeenheden vormen: een grote ribosoom-subeenheid en een kleine subeenheid. Deze twee subeenheden worden geproduceerd in de kern en verenigen zich in het cytoplasma tijdens eiwitsynthese.
• Vrije ribosomen worden gevonden gesuspendeerd in het cytosol, terwijl gebonden ribosomen zijn bevestigd aan het endoplasmatisch reticulum.
• Mitochondria en chloroplasten zijn in staat hun eigen ribosomen te produceren.

Onderscheidende kenmerken

Structuur van een ribosoom. Interactie van een ribosoom met mRNA. ttsz / iStock / Getty Images Plus

Ribosomen zijn meestal samengesteld uit twee subeenheden: a grote subeenheid en een kleine subeenheid. Eukarotische ribosomen (80S), zoals die in plantencellen en dierlijke cellen, zijn groter dan prokaryotische ribosomen (70S), zoals die in bacteriën. Ribosomale subeenheden worden gesynthetiseerd in de nucleolus en steken het nucleaire membraan over naar het cytoplasma via nucleaire poriën.

Beide ribosomale subeenheden komen samen wanneer het ribosoom zich hecht aan messenger RNA (mRNA) tijdens eiwitsynthese. Ribosomen samen met een ander RNA-molecuul, overdracht RNA (tRNA), helpen om de eiwitcoderende genen in mRNA te vertalen in eiwitten. Ribosomen koppelen aminozuren aan elkaar om polypeptideketens te vormen, die verder worden gemodificeerd voordat ze functionele eiwitten worden.

Locatie in de cel

Ribosomen kunnen worden gevonden gehecht aan het endoplasmatisch reticulum of vrij in het cytoplasma. ttsz / iStock / Getty Images Plus

Er zijn twee plaatsen waar ribosomen gewoonlijk voorkomen in een eukaryotische cel: gesuspendeerd in het cytosol en gebonden aan het endoplasmatisch reticulum. Deze ribosomen worden genoemd gratis ribosomen en gebonden ribosomen respectievelijk. In beide gevallen vormen de ribosomen gewoonlijk aggregaten die polysomen of polyribosomen worden genoemd tijdens eiwitsynthese. Polyribosomen zijn clusters van ribosomen die zich hechten aan een mRNA-molecuul tijdens de eiwitsynthese. Hierdoor kunnen meerdere kopieën van een eiwit in één keer worden gesynthetiseerd uit een enkel mRNA-molecuul.

Vrije ribosomen maken meestal eiwitten die in de cytosol (vloeibare component van het cytoplasma) zullen functioneren, terwijl gebonden ribosomen meestal eiwitten maken die uit de cel worden geëxporteerd of in de membranen van de cel worden opgenomen. Interessant genoeg zijn vrije ribosomen en gebonden ribosomen onderling uitwisselbaar en kan de cel hun aantal veranderen afhankelijk van de stofwisseling.

Organellen zoals mitochondriën en chloroplasten in eukaryotische organismen hebben hun eigen ribosomen. Ribosomen in deze organellen lijken meer op ribosomen die in bacteriën worden gevonden met betrekking tot de grootte. De subeenheden die ribosomen in mitochondria en chloroplasten omvatten, zijn kleiner (30S tot 50S) dan de subeenheden van ribosomen die in de rest van de cel worden gevonden (40S tot 60S).

Ribosomen en eiwitassemblage

Ribosomen werken samen met mRNA om eiwitten te produceren in een proces dat translatie wordt genoemd. ttsz / iStock / Getty Images Plus

Eiwitsynthese vindt plaats door de processen van transcriptie en translatie. Bij transcriptie wordt de genetische code in DNA getranscribeerd in een RNA-versie van de code die bekend staat als messenger RNA (mRNA). Het mRNA-transcript wordt getransporteerd van de kern naar het cytoplasma waar het translatie ondergaat. In vertaling wordt een groeiende aminozuurketen, ook wel een polypeptideketen genoemd, geproduceerd. Ribosomen helpen om mRNA te vertalen door aan het molecuul te binden en aminozuren aan elkaar te koppelen om een ​​polypeptideketen te produceren. De polypeptideketen wordt uiteindelijk een volledig functionerend eiwit. Eiwitten zijn zeer belangrijke biologische polymeren in onze cellen omdat ze betrokken zijn bij vrijwel alle celfuncties.

Er zijn enkele verschillen tussen eiwitsynthese in eukaryoten en prokaryoten. Omdat eukaryotische ribosomen groter zijn dan die in prokaryoten, hebben ze meer eiwitcomponenten nodig. Andere verschillen omvatten verschillende initiator-aminozuursequenties om de eiwitsynthese te starten, evenals verschillende verlengings- en terminatiefactoren.

Eukaryotische celstructuren

Dit is een diagram van een dierencel. colematt / iStock / Getty Images Plus 

Ribosomen zijn slechts één type celorganel. De volgende celstructuren kunnen ook worden gevonden in een typische dierlijke eukaryotische cel:

• Centriolen - helpen bij het organiseren van de assemblage van microtubuli.
• Chromosomen - huis cellulair DNA.
• Cilia en Flagella - hulp bij cellulaire motoriek.
• Celmembraan - beschermt de integriteit van de binnenkant van de cel.
• Endoplasmatisch reticulum - synthetiseert koolhydraten en lipiden.
• Golgi Complex - produceert, bewaart en verzendt bepaalde mobiele producten.
• Lysosomen - verteren cellulaire macromoleculen.
• Mitochondria - zorgen voor energie voor de cel.
• Nucleus - regelt celgroei en reproductie.
• Peroxisomen - ontgift alcohol, vormt galzuur en gebruikt zuurstof om vetten af ​​te breken.

bronnen

• Berg, Jeremy M. "Eukaryotische eiwitsynthese verschilt in de eerste plaats van prokaryotische eiwitsynthese." Biochemie. 5e editie., U.S. National Library of Medicine, 2002, www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22531/#_ncbi_dlg_citbx_NBK22531.
• Wilson, Daniel N en Jamie H Doudna Cate. "De structuur en functie van het eukaryotische ribosoom." Cold Spring Harbor Perspectives in Biology vol. 4,5 a011536. doi: 10,1101 / cshperspect.a011536