Jakie są role rybosomów w syntezie białek?
Rybosomy to struktury wewnątrz komórki biologicznej, nazwane „fabrykami” ze względu na ich szczególną rolę w gromadzeniu białek, które tworzą i określają funkcję komórki. Białka to złożone związki chemiczne, które zostały nazwane „budulcem życia”. Wzory instruktażowe są kodowane w genetycznym DNA (kwas dezoksyrybonukleinowy) w jądrze centralnym komórki. Synteza białek jest dziedziną biologii molekularnej, która bada procesy, w których ten kod DNA jest tłumaczony na funkcjonalne białka. Rola rybosomów w syntezie białek ma kluczowe znaczenie.
Po pierwsze, w procesie zwanym transkrypcją DNA tworzy swoją funkcjonalną kopię o nazwie RNA (kwas rybonukleinowy). Jest to specjalnie nazwane informacyjny RNA (mRNA) ze względu na swoją funkcję dostarczania zakodowanych instrukcji do rybosomów. Po drodze RNA tworzy fragmentaryczne kopie siebie o nazwie transfer RNA (tRNA). Te kopie są uwalniane w celu wiązania się z wolnymi związkami organicznymi w komórce zwanymi aminokwasami.
Tymczasem mRNA wiąże się z rybosomem, który zaczyna „czytać” informacje w procesie zwanym translacją. Informacje reprezentują sekwencję wielu różnych aminokwasów. Podczas odczytywania pasujące kody tRNA są przyciągane do rybosomu i przenoszą dołączony ładunek. W ten sposób powstaje jeden po drugim łańcuch aminokwasów, aż białko zostanie skompletowane i mRNA zasygnalizuje jego uwolnienie z rybosomu.
Rola rybosomów w syntezie białek jest podobna do liniowej linii składania aminokwasów w gotowe białka. DNA i RNA same w sobie są liniowymi łańcuchami czterech cząsteczek chemicznych zwanych nukleotydami - adeniną, cytozyną, tyminą w DNA lub uracylem w RNA, a guaniną - odpowiednio skrótem A, C, T lub U i G. Bardzo długi łańcuch tych nukleotydów w mRNA jest podobny do taśmy kleszczowej, która rybosomy odczytują i tłumaczą na określone aminokwasy, które reprezentuje kod.
Rybosomy same są wykonane z białek i nici RNA. Można je uznać za posiadające dwie funkcjonalne podjednostki, z których każda wiąże się z przekaźnikiem lub przekazuje RNA. Rybosomy w syntezie białek rozpoczynają proces składania, gdy napotykają określoną serię nukleotydów w mRNA, a mianowicie AUG. Sekwencja nukleotydów UAG, zwana kodonem, jest instrukcją zatrzymania produkcji, a dwie podjednostki rybosomu oddzielają się, uwalniając białko w procesie.
W ostatnim etapie rybosomy w syntezie białek wcale nie są zaangażowane. W procesie, który nie jest dobrze poznany, prosty łańcuch aminokwasów, które tworzą białko, zmienia się w ustalony z góry kształt fizyczny. Czynniki nazywane fałdowaniem białka, najczęściej cytowane przy określaniu, w jaki sposób łańcuch ściska się w trójwymiarowy kształt, to: temperatura, otaczające rozpuszczalniki, takie jak woda, obecność soli oraz przyciąganie molekularne i interakcja wszystkich wiązań wodorowych białka.