Общая характеристика и скорость осаждения
Рибосомы выделяются среди других клеточных структур своими крошечными размерами и колоссальным количеством. Эти немембранные органеллы принято классифицировать по коэффициенту седиментации — показателю, который отражает скорость осаждения частиц при центрифугировании (измеряется в единицах Сведберга, S).
В зависимости от типа клеток выделяют два основных класса:
- Эукариотические рибосомы — более крупные и тяжелые, их коэффициент седиментации равен 80S.
- Прокариотические рибосомы — отличаются меньшими размерами и скоростью осаждения, составляющей 70S.
Морфология и химический состав
Каждая функциональная рибосома состоит из двух неравных частей: большой и малой субъединиц. Процесс образования этих субъединиц у эукариот протекает в специализированной внутриядерной зоне — ядрышке.
Фундамент органеллы формируют три основных химических компонента: рибосомная РНК (рРНК), различные молекулы белка и ионы магния. Присутствие ионов магния критически важно, так как именно они обеспечивают поддержание стабильной пространственной структуры органеллы.
Состав субъединиц эукариотической рибосомы строго детерминирован:
- Малая субъединица включает в себя молекулы белка в комплексе с одной молекулой рРНК.
- Большая субъединица также содержит белки, но они связаны уже с тремя молекулами рРНК.
Топография в клетке и полисомы
Внутри клетки рибосомы распределены неравномерно и могут занимать несколько локализаций. Значительная их часть свободно располагается в гиалоплазме (цитоплазме). Другая пула прочно связана с мембранами эндоплазматической сети (ЭПС), формируя её шероховатый тип. Кроме того, собственные рибосомы имеются внутри полуавтономных органелл — митохондрий и пластид.
В процессе интенсивного биосинтеза белка множество рибосом могут одновременно связываться с одной молекулой информационной РНК (иРНК). Такие функциональные комплексы называются полисомами. Образование полисом позволяет клетке многократно ускорить наработку идентичных белковых молекул с одной матрицы.
Функциональная роль
Единственная, но жизненно необходимая функция рибосом — синтез белка (трансляция). Однако судьба созданных молекул напрямую зависит от того, где именно располагалась органелла в момент работы:
- Белки, синтезируемые на рибосомах, прикрепленных к мембране ЭПС, транслоцируются непосредственно в цистерны эндоплазматической сети для дальнейших модификаций и транспорта.
- Белки, собираемые на свободных рибосомах, не покидают гиалоплазму и используются для нужд самой клетки (классический пример — накопление гемоглобина в цитоплазме эритроцитов).
Коротко: ответы на вопросы по теме
Каковы коэффициенты седиментации отдельно для большой и малой субъединиц 80S рибосомы?
Коэффициенты седиментации для субъединиц эукариотической 80S рибосомы составляют 60S для большой и 40S для малой субъединицы. Величина S (Сведберг) характеризует скорость оседания частиц при ультрацентрифугировании и пропорциональна их молекулярной массе.
- Большая субъединица — 60S, содержит 5S, 5,8S и 28S рРНК, а также около 50 видов белков.
- Малая субъединица — 40S, включает 18S рРНК и около 33 видов рибосомных белков.
Какие специфические молекулярные механизмы обеспечивают прикрепление рибосомы к мембране ЭПС?
Прикрепление рибосомы к мембране эндоплазматического ретикулума обеспечивается взаимодействием сигнального пептида, частицы распознавания сигнала и рецепторов ЭПР.
- SRP (signal recognition particle) — белок-переносчик, который связывается с сигнальным пептидом синтезируемого белка и блокирует трансляцию.
- Комплекс рибосома-SRP — через белок-белковое взаимодействие связывается с SRP-рецептором на мембране ЭПР.
- Транслокон (Sec61) — белковый канал, которому передается рибосома для продолжения трансляции.
Разборка комплекса происходит благодаря гидролизу ГТФ, после чего SRP отсоединяется, а синтез белка продолжается через канал в просвет ЭПР.
Чтобы не путать состав субъединиц эукариот: в малой субъединице РНК мало (всего 1 молекула), а в большой субъединице РНК много (целых 3 молекулы).
Вопросы с занятий и экзамена
Где формируются субъединицы рибосом?
Сборка большой и малой субъединиц рибосомы происходит в ядрышке.
Какова роль ионов магния в структуре рибосомы?
Ионы магния необходимы для стабилизации и поддержания правильной пространственной структуры комплекса из рРНК и белков.
Что такое полисома?
Это рабочий комплекс, образующийся в момент связывания множества рибосом с одной молекулой иРНК во время трансляции.
Куда попадают белки со свободных рибосом?
Белки, синтезированные на свободно лежащих в цитоплазме рибосомах, остаются в гиалоплазме (например, гемоглобин).
Что ещё разобрать по теме
- Механизмы трансляции и роль иРНК
- Отличия рибосом 70S в митохондриях и пластидах от цитоплазматических 80S
- Процесс формирования субъединиц в ядрышке
- Поступление и транспорт белков в цистернах ЭПС
- Организация функциональных комплексов — полисом
Разберите тему целиком в курсе «Биология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Рибосомы» и ещё 3 793 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 124 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Клетка — элементарная единица живого»
Бесплатные видеоуроки: биологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.