Константа седиментации (величина S)
В биохимии для описания характеристик рибосом и их субъединиц традиционно используется величина S, названная в честь шведского физико-химика Теодора Сведберга.
Этот показатель не является простой мерой веса или размера. Он характеризует скорость оседания (седиментации) молекулярных комплексов и субъединиц в процессе ультрацентрифугирования. При этом важно запомнить базовое правило: величина Сведберга прямо пропорциональна молекулярной массе исследуемых частиц. Чем массивнее частица, тем быстрее она оседает на дно пробирки под действием центробежных сил, и тем выше ее показатель S.
Особенности рибосом эукариотов (80S)
Рибосомы эукариотических клеток обладают константой седиментации 80S. Как и любые другие рибосомы, они имеют диссоциирующую природу и состоят из двух неравных частей — большой и малой субъединиц.
- Большая субъединица (60S): Это массивный комплекс, который включает в себя сразу три типа рибосомальной РНК (рРНК). Их константы седиментации составляют 5S, 5,8S и 28S. Помимо нуклеиновых кислот, в состав большой субъединицы входит внушительный белковый аппарат — примерно 50 различных видов белков.
- Малая субъединица (40S): Отличается более компактным строением. В ее основе лежит только одна молекула рРНК с константой седиментации 18S. Белковый состав также скромнее и насчитывает около 33 видов белков.
Именно согласованная работа этих двух субъединиц обеспечивает точное считывание генетической информации.
Рибосомы прокариотов (70S) и их отличия
Прокариотические клетки оснащены более легкими рибосомами с константой седиментации 70S. Они также образованы двумя частями: большой субъединицей 50S и малой субъединицей 30S.
Несмотря на общее функциональное предназначение, аппараты трансляции эукариотов и прокариотов имеют ряд принципиальных различий. Основные параметры, по которым они отличаются, включают:
- Молекулярная масса субъединиц: у прокариотов они значительно легче.
- Количество рРНК: набор молекул рибосомальной РНК варьирует.
- Масса рРНК: размеры самих молекул РНК отличаются.
- Количество и разнообразие белков: эукариотический аппарат сложнее и богаче белками.
- Способность связывать специфические лиганды: это фундаментальное отличие часто используется в фармакологии, так как молекулы могут избирательно воздействовать на один тип рибосом, не затрагивая другой.
Полисомы (Полирибосомы)
Для оптимизации и ускорения синтеза белка клетка редко использует одиночные рибосомы. Гораздо чаще формируется полисома (или полирибосома).
Полисома — это динамичный комплекс, состоящий из одной единственной молекулы матричной РНК (мРНК) и сразу нескольких рибосом, которые одновременно участвуют в процессе трансляции, двигаясь друг за другом, словно вагоны поезда.
Структурная организация полисомы:
- Каждая отдельная рибосома физически занимает и экранирует участок мРНК длиной примерно в 80 нуклеотидов.
- Для того чтобы молекулярные машины не мешали друг другу в процессе работы, между ними сохраняется свободная дистанция. Интервалы между соседними рибосомами в комплексе составляют около 100 нуклеотидов.
Коротко: ответы на вопросы по теме
Какие типы рРНК входят в состав прокариотической рибосомы?
В состав субъединиц прокариотической рибосомы (70S) входят следующие типы рРНК:
- В малую субъединицу (30S) входит 16S рРНК.
- В большую субъединицу (50S) входят 23S рРНК и 5S рРНК.
Где в эукариотической клетке происходит сборка субъединиц рибосом?
Синтез рРНК и образование (сборка) субчастиц эукариотических рибосом происходят в ядре, конкретно в ядрышках. В ядрышках формируются малая и большая субъединицы, после чего готовые субчастицы транспортируются из ядра в цитоплазму, где при наличии мРНК происходит их объединение в функционирующую рибосому 80S.
Какие антибиотики (специфические лиганды) избирательно ингибируют прокариотические рибосомы?
Прокариотические рибосомы избирательно ингибируют следующие антибиотики:
- Воздействующие на 30S-субъединицу:
- Аминогликозиды — необратимо нарушают присоединение тРНК и образование инициального комплекса.
- Тетрациклины — обратимо блокируют присоединение новой аминоацил-тРНК к А-участку.
- Воздействующие на 50S-субъединицу:
- Макролиды (например, эритромицин) — предотвращают транслокацию.
- Хлорамфеникол (левомицетин) — блокирует пептидилтрансферазу и образование пептидной связи.
- Линкозамиды.
- Кетолиды.
- Линезолид.
- Другие группы:
- Оксазолидиноны — блокируют связывание субъединиц в 70S-комплекс.
- Фузидиевая кислота — нарушает удлинение пептидной цепи.
Чтобы не путать субъединицы: у эукариотов все цифры четные (40S, 60S = 80S), а у прокариотов — нечетные десятки (30S, 50S = 70S).
Вопросы с занятий и экзамена
Что такое величина S (Сведберг)?
Это показатель, который характеризует скорость оседания (седиментации) молекулярных частиц при ультрацентрифугировании. Он прямо пропорциональна молекулярной массе субъединиц.
Какие типы рРНК входят в состав эукариотической рибосомы?
В малой субъединице (40S) находится 18S рРНК. В большой субъединице (60S) присутствуют три типа: 5S, 5,8S и 28S рРНК.
Как рибосомы располагаются на мРНК в составе полисомы?
Каждая рибосома занимает участок мРНК длиной около 80 нуклеотидов. При этом интервал между соседними работающими рибосомами составляет примерно 100 нуклеотидов.
Что ещё разобрать по теме
- Функции рРНК (5S, 5,8S, 18S, 28S) в процессе трансляции
- Специфические лиганды, связывающиеся с рибосомами прокариотов
- Механизм объединения субъединиц 40S и 60S
- Детальный состав белков малой и большой субъединиц
- Сборка и функционирование полисомы
Разберите тему целиком в курсе «Биохимия»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Рибосомы» и ещё 3 574 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 115 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Матричные биосинтезы»
Бесплатные видеоуроки: биохимияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.