ไรโบโซม แสดงถึงกรดไรโบนิวคลีอิกที่ซับซ้อนกับโปรตีนต่างๆที่นั่นการสังเคราะห์โปรตีนเกิดขึ้นตามลำดับนิวคลีโอไทด์ที่เก็บไว้ในดีเอ็นเอโดยการแปลเป็นสายโซ่โพลีเปปไทด์
ไรโบโซมคืออะไร?
ไรโบโซมประกอบด้วย rRNA และโปรตีนโครงสร้างต่างๆ rRNA (ไรโบโซมอาร์เอ็นเอ) ถูกถ่ายทอดในดีเอ็นเอ มียีนสำหรับสังเคราะห์ไรโบโซมอลอาร์เอ็นเอในรูปแบบของ rDNA rDNA ไม่ได้ถูกถ่ายทอดเป็นโปรตีน แต่เป็นเฉพาะในไรโบโซมอาร์เอ็นเอ
rRNA ทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานของไรโบโซมที่นั่นกระตุ้นการแปลข้อมูลทางพันธุกรรมของ mRNA เป็นโปรตีน โปรตีนภายในไรโบโซมไม่ได้เชื่อมโยงกับโควาเลนต์กับ rRNA พวกเขายึดโครงสร้างของไรโบโซมไว้ด้วยกันในขณะที่การเร่งปฏิกิริยาที่แท้จริงของการสังเคราะห์โปรตีนดำเนินการโดย rRNA ไรโบโซมประกอบด้วยหน่วยย่อยสองหน่วยที่รวมกันเป็นไรโบโซมในระหว่างการสังเคราะห์โปรตีนเท่านั้น หน่วยการสร้างของพวกเขาถูกสังเคราะห์บนดีเอ็นเอในนิวเคลียสของเซลล์
นี่คือที่ซึ่งทั้ง rRNA และโปรตีนถูกสร้างขึ้นซึ่งรวมกันเป็นสองหน่วยย่อยภายในนิวเคลียสของเซลล์ พวกมันไปถึงไซโตพลาสซึมผ่านรูขุมขนนิวเคลียร์ ในเซลล์ยูคาริโอตมีไรโบโซม 100,000 ถึง 10,000,000 ไรโบโซมขึ้นอยู่กับกิจกรรมการสังเคราะห์โปรตีน ในเซลล์ที่มีการสังเคราะห์โปรตีนที่ออกฤทธิ์มากจะมีไรโบโซมมากกว่าในเซลล์ที่มีกิจกรรมน้อยกว่า นอกจากไซโทพลาสซึมแล้วไรโบโซมยังเกิดขึ้นในไมโทคอนเดรียหรือในพืชในคลอโรพลาสต์
กายวิภาคศาสตร์และโครงสร้าง
ดังที่ได้กล่าวไปแล้วไรโบโซมประกอบด้วย rRNA และโปรตีนโครงสร้างซึ่งมีหน้าที่ในการวางตำแหน่งที่ถูกต้องและการเกาะกันของโครงสร้าง หลังจากการสังเคราะห์ในแกนกลางแล้วจะมีการสร้างหน่วยย่อยสองหน่วยซึ่งมารวมกันระหว่างการสังเคราะห์โปรตีนโดยการสัมผัสกับ mRNA เพื่อสร้างไรโบโซม
หลังจากการสังเคราะห์ทางชีวภาพของโปรตีนสิ้นสุดลงไรโบโซมที่เกี่ยวข้องจะแตกตัวออกเป็นหน่วยย่อยอีกครั้ง ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหน่วยย่อยขนาดเล็กประกอบด้วยโปรตีน 33 ชนิดและหนึ่ง rRNA และหน่วยย่อยขนาดใหญ่ประกอบด้วยโปรตีน 49 รายการและ rRNA สามหน่วย เมื่อสัมผัสกับ mRNA ซึ่งมีข้อมูลทางพันธุกรรมของดีเอ็นเอสำหรับโปรตีนบางชนิดหน่วยย่อยทั้งสองรวมกันเพื่อสร้างไรโบโซมที่แท้จริงและสามารถเริ่มการสังเคราะห์โปรตีนได้
โปรตีนไรโบโซมอยู่ที่ขอบมากขึ้น ไรโบโซมสามารถอยู่ได้อย่างอิสระในไซโทพลาสซึมหรือเยื่อหุ้มเซลล์ในร่างแหเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม ในการทำเช่นนี้พวกเขาจะสลับไปมาระหว่างสถานะอิสระและแบบมีเยื่อหุ้มอยู่ตลอดเวลา ไรโบโซมในไซโทพลาสซึมอิสระจะสร้างโปรตีนที่ควรเข้าไปในพลาสมาของเซลล์ด้วย โปรตีนถูกสร้างขึ้นบนเรติคูลัมเอนโดพลาสมิกจากนั้นเข้าสู่ลูเมนของ ER ผ่านทางผู้ขนส่งโปรตีนโคทรานสลาตัน โดยปกติโปรตีนเหล่านี้จะเกิดขึ้นในเซลล์สร้างสารคัดหลั่งเช่นตับอ่อน
ฟังก์ชันและงาน
หน้าที่ของไรโบโซมคือเร่งปฏิกิริยาการสังเคราะห์โปรตีน ข้อมูลทางพันธุกรรมที่แท้จริงของโปรตีนนั้นดำเนินการโดย mRNA ซึ่งถ่ายทอดบนดีเอ็นเอ หลังจากที่มันออกจากนิวเคลียสมันจะจับกับไรโบโซมทันทีเพื่อสังเคราะห์โปรตีน หน่วยย่อยทั้งสองจะถูกรวมเข้าด้วยกัน
นอกจากนี้กรดอะมิโนแต่ละตัวจะถูกขนส่งจากไซโทพลาสซึมไปยังไรโบโซมโดยใช้ tRNA มีไซต์ผูก tRNA สามแห่งที่นั่น นี่คืออะมิโนอะซิล (A), เปปทิดิล (P) และจุดออก (E) ในช่วงเริ่มต้นของการสังเคราะห์โปรตีนสองตำแหน่งคือตำแหน่ง A และ P ถูกครอบครองโดย tRNA ที่เต็มไปด้วยกรดอะมิโน สถานะนี้เรียกว่าสถานะก่อนการแปล หลังจากการก่อตัวของพันธะเปปไทด์ระหว่างกรดอะมิโนทั้งสองสถานะหลังการแปลจะเกิดขึ้นโดยไซต์ A กลายเป็นไซต์ E และไซต์ P กลายเป็นไซต์ A และ tRNA ใหม่เชื่อมต่อนิวคลีโอไทด์สามตัวต่อไปที่ไซต์ P ใหม่
tRNA P-site เดิมที่เป็นอิสระจากกรดอะมิโนจะถูกส่งออกจากไรโบโซม สถานะสั่นอย่างต่อเนื่องระหว่างการสังเคราะห์โปรตีน ต้องใช้พลังงานกระตุ้นสูงสำหรับการเปลี่ยนแปลงแต่ละครั้ง โมเลกุล tRNA แต่ละตัวเชื่อมต่อกับโคดอนเสริมของ mRNA การสังเคราะห์โปรตีนเกิดขึ้นระหว่างสองหน่วยย่อยของไรโบโซมในโครงสร้างรูปอุโมงค์ การสังเคราะห์ทางชีวภาพที่แท้จริงถูกควบคุมโดยหน่วยย่อยขนาดใหญ่ของไรโบโซม
หน่วยย่อยขนาดเล็กควบคุมการทำงานของ rRNA เนื่องจากการสังเคราะห์เกิดขึ้นในอุโมงค์ชนิดหนึ่งโซ่โปรตีนที่ยังไม่เสร็จจึงได้รับการปกป้องจากการถูกทำลายโดยเอนไซม์ซ่อมแซม ในรูปแบบนี้โปรตีนเหล่านี้จะได้รับการยอมรับว่ามีข้อบกพร่องในไซโทพลาสซึมและแตกตัวทันที เมื่อการสังเคราะห์โปรตีนเสร็จสมบูรณ์ไรโบโซมจะแตกตัวเป็นหน่วยย่อย
โรค
การสังเคราะห์โปรตีนหยุดชะงักอาจนำไปสู่ปัญหาสุขภาพที่ร้ายแรง ลำดับขั้นตอนที่เป็นระเบียบเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำงานของชีวิต อย่างไรก็ตามมีการกลายพันธุ์บางอย่างที่มีผลต่อโปรตีนโครงสร้างหรือ mRNA
โรคที่สงสัยว่าการกลายพันธุ์ของโปรตีนไรโบโซมเป็นสาเหตุเรียกว่าโรคโลหิตจางไดมอนด์แบล็กฟาน โรคโลหิตจาง Diamond Blackfan เป็นโรคเลือดที่หายากมากซึ่งการสังเคราะห์เม็ดเลือดแดงบกพร่อง โรคโลหิตจางพัฒนาขึ้นซึ่งป้องกันไม่ให้อวัยวะได้รับออกซิเจนอย่างเพียงพอ การรักษาประกอบด้วยการถ่ายเลือดตลอดชีวิต นอกจากนี้ยังมีความผิดปกติทางร่างกายอื่น ๆ
ตามทฤษฎีหนึ่งความผิดปกติของโปรตีนไรโบโซมน่าจะนำไปสู่การเพิ่มการตายของเซลล์สารตั้งต้นของเม็ดเลือดแดงและทำให้เกิดโรคโลหิตจาง การกลายพันธุ์ส่วนใหญ่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ การถ่ายทอดทางพันธุกรรมของกลุ่มอาการสามารถพิสูจน์ได้เพียงร้อยละ 15 ของทุกกรณี
