Белковый синтез в клетке осуществляется рибосомами. Это электронно-плотные тельца диаметром от 10 до 20 нм. В дифференцированных клетках они прикреплены к поверхности мембран ЭПС со стороны цитозоля. В молодых эмбриональных клетках, клетках меристемы у растений, в бактериальных клетках рибосомы диффузно располагаются в цитоплазме. Это важный клеточный компонент, о чем говорит тот факт, что в состав рибосом входит до 10% суммарного клеточного белка и 80% всей клеточной РНК.

В одной бактериальной клетке число рибосом составляет примерно 20 000, в клетках печени крысы их насчитывают 10 , что составляет 5% сухого веса клетки. Кроме цитоплазмы клеток и мембран гранулярной ЭПС рибосомы содержатся также в митохондриях и пластидах, на наружной мембране ядерной облочки. Часть рибосом свободно располагается в цитозоле.

Рибосомы прокариот и эукариот очень сходны по своей структуре и функции. Каждая из них состоит из двух субъединиц неравного размера – большой и малой, которые образуют комплекс массой в несколько миллионов дальтон (единица массы, равная 1,66 10 кг, 1/12 часть массы нейтрального атома углерода).


лая субъединица удерживает и-РНК и т-РНК, а большая катализирует образование пептидной связи. Общая молекулярная масса рибосом эукариотических клеток больше, чем прокариотических, так же как и масса составляющих их субъединиц, тем не менее, они чрезвычайно близки по структуре и функционируют сходным образом. Субъединицы рибосом способны ассоциировать друг с другом в начале процесса биосинтеза белка и диссоциировать после окончания синтеза. Для характеристики субъединиц используется величина S (единица Сведеберга), определяющая скорость их оседания в ультрацентрифуге. Прокариотическая рибосома имеет 70 S и молекулярную массу 2 500 000, большая субъединица – 50 S, молекулярная масса 1 600 000, она включает две молекулы рибосомальной РНК размером 120 и 2900 нуклеотидов и 34 индивидуальных белка. Малая субъединица 30 S с молекулярной массой 900 000 содержит одну молекулу р-РНК, состоящую из 1540 нуклеотидов, и 21 индивидуальный белок. Эукариотическая рибосома 80 S имеет молекулярную массу 4 200 000. Большая субъединица 60 S – молекулярная масса 2 800 000, две молекулы р-РНК из 120 и 4700 нуклеотидов, а также 49 индивидуальных белков. Малая субъединица 40 S, молекулярная масса 1 400 000, включает одну молекулу р-РНК из 1900 нуклеотидов и около 33 белков.

Особенностью функционирования рибосом является их объединение в полирибосомы или полисомы. Полисомы очень характерны для клеток. На поверхности шероховатой ЭПС они образуют цепочки, розетки, группы, обнаруживаемые с помощью электронного микроскопа. Количество рибосом, входящих в одну полисому, колеблется от 5 до 70. Рибосомы отстоят друг от друга на расстоянии, равном примерно 80 нуклеотидам. Связующей нитью для них в полисоме служит и-РНК.


Источник: media.ls.urfu.ru

Рибосомы — это мельчайшие внутриклеточные частицы, осуществляющие биосинтез белка (см. Трансляция).

Белки, составляющие важнейшую часть любого организма, непрерывно обновляются в процессе его жизнедеятельности. Например, белки печени у человека обновляются наполовину за 10 суток, у ребенка ежедневно синтезируется около 100 г белков. Самое поразительное, что при образовании каждого белка с абсолютной точностью воспроизводится его первичная структура, каждая аминокислота находит отведенное ей место в полипептидной цепи. Как же достигается такая необыкновенная точность сборки огромных белковых молекул, состоящих из десятков и сотен аминокислотных остатков? Это происходит благодаря рибосомам, которые обнаружены в клетках всех без исключения организмов.

Эти субклеточные частицы имеют размер всего 20 нм. После того как было установлено, что они состоят приблизительно наполовину из рибонуклеиновой кислоты — РНК (см. Нуклеиновые кислоты) и наполовину из белка, их и назвали рибосомами, т. е. тельцами, содержащими РНК.

В каждой клетке содержится от десятков тысяч до миллионов рибосом.


сть их находится в свободном состоянии, но в клетках эукариот большинство рибосом прикреплено к мембранам эндоплазматической сети клетки. Здесь они часто образуют полирибосомы, содержащие от нескольких рибосом до десятков их. Полирибосомы возникают в результате того, что несколько рибосом присоединяются к одной молекуле информационной РНК (иРНК), несущей информацию о первичной структуре белка. Таким образом в каждой полирибосоме сразу синтезируется несколько молекул белка.

Сборка полипептидных цепей белков осуществляется непосредственно в рибосомах, настоящих фабриках белка в клетке. Рибосомы, как машины молекулярных размеров, штампуют различные белки с огромной скоростью — одна белковая молекула средних размеров в минуту.

Лучше всего изучены рибосомы одной из бактерий — кишечной палочки. Ее рибосомы получают в чистом виде при помощи ультрацентрифугирования тонко измельченных бактериальных клеток. Сначала оседают крупные частицы, которые удаляют. Затем при очень больших скоростях вращения осаждаются рибосомы. Скорость их оседания 70 S (S — единица Сведберга, характеризующая скорость оседания).

Рибосомы 70 S можно разделить на субчастицы, размер которых характеризуют скоростью их оседания: 30 S и 50 S. Их форма и способы упаковки в полной рибосоме 70 S показаны на рис. 1. В каждой субчастице, как и в полной рибосоме, равное весовое количество РНК и белка. В 30 S субчастице одна молекула РНК с молекулярной массой 0,5 млн. (~1500 нуклеотидных остатков), а 50 S одна молекула РНК с молекулярной массой около 1 млн. (~3 тыс. нуклеотидных остатков) и еще маленькая молекула РНК (5 S), состоящая всего из 120 нуклеотидных остатков.

iv>

Рибосомы 70 S свойственны клеткам прокариот и есть в некоторых субклеточных частицах, например в хлоропластах и митохондриях. В цитоплазме клеток эукариот присутствуют преимущественно рибосомы 80 S, состоящие из субчастиц 40 S и 60 S. В отличие от рибосом 70 S в рибосомах 80 S есть еще одна низкомолекулярная РНК (5,8 S), локализованная в 60 S субчастице.

В клетках эукариот синтез рибосомных РНК (кроме 5 S) и присоединение к ним рибосомных белков происходят в специальной структуре ядра — ядрышке. После этого готовые субчастицы выходят из ядра в цитоплазму, где и осуществляют свои функции.

Первичная структура как низкомолекулярных, так и высокомолекулярных рибосомных РНК, т. е. чередование в них нуклеотидных остатков, выяснена. Более того, известна и пространственная конфигурация полинуклео-тидных цепей всех видов рибосомных РНК (рис. 2). РНК составляет остов субчастицы, к которому прикрепляется в 30 S субчастице 21 молекула белка, а в 50 S субчастице — 34 молекулы белка. Все эти белки оказались различными. Каждый белок выделен, выяснена его первичная структура, а у многих и третичная (рис. 3).

Такие подробные сведения о РНК и белках рибосом позволили построить модели субчастиц (рис. 4). Модель субчастицы 30 S рибосомы кишечной палочки создана в Институте белка АН СССР под руководством А. С. Спирина.


Структура и функция рибосомы тесно связаны. В процессе трансляции иРНК располагается на границе субчастиц 30 S и 50 S. Как полагают, перемещение субчастиц по отношению друг к другу обеспечивает осуществление многоэтапного процесса синтеза полипептидной цепи. РНК и белки в рибосоме скомпонованы так, что образуют ряд центров, каждый из которых предназначен для выполнения своей конкретной операции в процессе биосинтеза белковой молекулы.

Кроме рибосомы и иРНК в синтезе белка участвуют молекулы транспортной РНК, несущие на себе аминокислоту (аминоацил-тРНК), молекулы гуанозинтрифосфорной кислоты (ГТФ), доставляющие энергию для работы рибосомы, а также несколько видов белков, которые присоединяются к рибосоме временно и обеспечивают начало синтеза белка, удлинение полипептидной цепи и ее завершение. Тем не менее механизм работы рибосомы во многом еще непонятен и интенсивно исследуется.

Можно полагать, что если удастся полностью понять механизм работы рибосомы, то в руках человечества окажется способ производства белков, позволяющий решить многие народнохозяйственные проблемы.

Источник: yunc.org

Рибосомы относят к немембранным органеллам клетки. На рибосомах осуществляется соединение аминокислотных остатков в полипептидные цепочки (синтез белка). Рибосомы очень малы и многочисленны.

Каждая рибосома состоит из двух частей: малой и большой субъединиц. В первую входят молекулы белка и одна молекула рибосомальной РНК (р-РНК), во вторую — белки и три молекулы р-РНК. Белок и р-РНК по массе в равных количествах участвуют в образовании рибосом. Р-РНК синтезируется в ядрышке.

>

В синтезе белка, кроме рибосом, принимают участие матричная РНК (м-РНК) и транспортная РНК (т-РНК). М-РНК несет генетическую информацию о синтезе белка от ядра. Эта информация закодирована в последовательном расположении нуклеотидов в молекуле м-РНК. М-РНК присоединяется к поверхности малой субъединицы. Т-РНК доставляет из цитоплазмы к рибосоме необходимые аминокислоты, из которых строится полипептидная цепь. В растущей полипептидной цепи каждая аминокислота занимает соответствующее место, что определяет качество синтезируемого белка. В процессе синтеза белка рибосома перемещается вдоль м-РНК.

Рибосомы

Строение 80S — рибосомы эукариотической клетки.

В синтезе одной полипептидной цепочки участвуют много рибосом, соединенных последовательно друг с другом м-РНК. Такой комплекс из рибосом называют полирибосомой. Рибосомы удерживают в нужном положении аминокислоты, м-РНК, т-РНК до тех пор, пока между соседними аминокислотами не образуется пептидная связь.

Рибосомы могут свободно находиться в цитоплазме или быть связанными с эндоплазматической сетью, входя в состав шероховатой ЭПС

Рибосомы

Белки, образовавшиеся на рибосомах, соединенных с мембраной ЭПС, обычно поступают в цистерны ЭПС. Белки, синтезируемые на свободных рибосомах, остаются в гиалоплазме. Например, на свободных рибосомах синтезируется гемоглобин в эритроцитах.

В митохондриях, пластидах и клетках прокариот также присутствуют рибосомы.

Источник: ibrain.kz