Рибосомы

Клетки-органеллы, состоящие из белков и РНК и отвечающие за синтез белков, называются рибосомами. Количество рибосом в одной клетке сильно варьируется в зависимости от потребностей и может достигать нескольких миллионов.

Строение

Сердцевиной органеллы клетки является ядро. Он содержит генетическую информацию и ядро, в котором образуются рибосомы. Синтезированные рибосомы через поры ядерной мембраны попадают либо в эндоплазматическую сеть, либо в цитоплазму. В зависимости от расположения в эукариотической клетке различают два типа рибосом:

• связной – расположен на эндоплазматической сетчатке (шероховатый тип);
• свободные – располагаются в цитозоле.

Гладкая ЭПС образуется после освобождения от рибосом. В растительных клетках гладкая ЭПС образует провакуоли, из которых затем образуются вакуоли.

Рибосомы — немембранные органеллы, имеющие округлую форму и состоящие из двух частей — субъединиц (большой и малой), каждая из которых содержит рибосомальную РНК (рРНК) и белки. С химической точки зрения рибосома представляет собой нуклеопротеин, состоящий из нуклеиновых кислот и белков.

Существует четыре различных типа молекул РНК-рибосом:

• 18S-РНА – содержит 1900 нуклеотидов;
• 5S-РНК – содержит 120 нуклеотидов;
• 5,8S-РНА – состоит из 160 нуклеотидов;
• 28S-РНК – состоит из 4800 нуклеотидов.

Небольшая часть рибосомы образована 30–35 белками и 18S-РНК. Самая крупная субцелость включает 45-50 белков и 5S-, 5,8S-, 28S-РНК.

В нерабочем состоянии части рибосом разъединены. Они соединяются с частью информационной (матричной) РНА, сообщая его с двух строн. В ходе синтеза белка рибосомы объединяются, образуя комплексы — полисомы или полирибосомы, связанные с мРНК и напоминающие бусины на нитке.

Синтез белка

Основная функция рРНК – синтез белка из аминокислот.
Биосинтез белков включает два процесса:

• транскрипция;
• перевод.

Транскрипция происходит при участии ДНК. Генетическая информация считывается с ДНК и с помощью фермента РНК-полимеразы производится мРНК. Далее начинается процесс трансляции, происходящей на рибосомах.
Этот процесс делится на три этапа:

• инициация – частом синтеза;
• элонгация – биосинтез;
• терминация – завершение синтеза, разделение рибосом.

Во время инициации происходит сборка рибосом. Контактные части субъединиц называются активными центрами, среди которых расположены:

• мРНК как «матричный» синтез;
• тРНА, осуществляющая перенос аминокислот в синтетическую цепь;
• синтезируемый пептид, состоящий из аминокислот.

В процессе элонгации происходит удлинение полипептидной цепи за счет присоединения аминокислот. Цепь отсоединяется от рибосомы на стадии терминации благодаря стоп-кодону – единице генетического кода, кодирующей терминацию синтеза белка.

Биосинтез требует энергетических затрат. При добавлении одной аминокислоты расходуются две молекулы АТФ (аденозинтрифосфат) и ГТФ (гуанозинтрифосфат). Кроме того, ГТФ проводит процессы инициации и терминации.