POLYSOME: VLASTNOSTI, TYPY A FUNKCIE - BIOLÓGIE

Polysome je skupina ribozómy prijatých za preklad rovnakého messenger RNA (mRNA). Štruktúra je lepšie známa ako polyribozóm alebo menej bežný ergozóm.

Polysómy umožňujú zvýšenú produkciu proteínov z tých poslov, ktorí sú podrobení simultánnej translácii niekoľkými ribozómami. Polysómy sa tiež podieľajú na procesoch translačného skladania a na získavaní kvartérnych štruktúr pomocou novo syntetizovaných proteínov.

Bakteriálne polyribozómy. CNX OpenStax, prostredníctvom Wikimedia Commons

Polysómy spolu s tzv. P telieskami a stresovými granulami kontrolujú osud a funkciu poslov v eukaryotických bunkách.

V prokaryotických aj eukaryotických bunkách boli pozorované polyomyómy. To znamená, že tento typ makromolekulárnej formácie má v celulárnom svete dlhú históriu. Polymóm môže byť tvorený najmenej dvoma ribozómami na rovnakom poslovi, ale všeobecne sú viac ako dva.

V aspoň jednej cicavčej bunke môže existovať až 10 000 000 ribozómov. Mnohé boli pozorované ako voľné, ale veľká časť je spojená so známymi polysómami.

Všeobecné charakteristiky

Ribozómy všetkých živých vecí pozostávajú z dvoch podjednotiek: malej podjednotky a veľkej podjednotky. Malá podjednotka ribozómov je zodpovedná za čítanie messengerovej RNA.

Veľká podjednotka je zodpovedná za lineárne pridanie aminokyselín k vznikajúcemu peptidu. Aktívna translačná jednotka je jednotka, v ktorej bola mRNA schopná prijať a umožniť zostavenie ribozómu. Po tomto postupuje čítanie tripletov v messengeri a interakcia so zodpovedajúcim zavedeným tRNA postupne.

Ribozómy sú stavebnými kameňmi polysómov. V skutočnosti môžu oba spôsoby prekladania posla existovať súčasne v tej istej bunke. Ak sú všetky komponenty, ktoré tvoria translačný mechanizmus bunky, vyčistené, nájdeme štyri hlavné frakcie:

Prvý by bol tvorený mRNA asociovanými s proteínmi, s ktorými sa tvoria mediátorové ribonukleoproteíny. To znamená, jednotliví poslovia.
Druhá, oddelená ribozomálnymi podjednotkami, sa stále neprekladá do žiadneho posla
Treťou by boli monozómy. To znamená, že „voľné“ ribozómy sú spojené s niektorými mRNA.
Najťažšou frakciou by nakoniec boli polysomy. Toto je ten, ktorý v skutočnosti vykonáva väčšinu prekladateľského procesu

Štruktúra eukaryotických polysómov

V eukaryotických bunkách sa mRNA exportujú z jadra ako messenger ribonukleoproteíny. To znamená, že posol je spojený s rôznymi proteínmi, ktoré určujú jeho vývoz, mobilizáciu a transláciu.

Medzi nimi existuje niekoľko, ktoré interagujú s PABP proteínom pripojeným k polyA 3 'koncu posla. Iné, ako je komplex CBP20 / CBP80, sa budú viazať na 5 'kapotu mRNA.

Uvoľňovanie komplexu CBP20 / CBP80 a nábor ribozomálnych podjednotiek do 5 'krytu definujú tvorbu ribozómu.

Začne sa preklad a na 5 'kapote sa namontujú nové ribozómy. Stáva sa to obmedzený počet krát, čo závisí od každého posla a typu príslušného polysómu.

Po tomto kroku interferenčné faktory predlžovania translácie spojené s uzáverom na 5 'konci interagujú s PABP proteínom naviazaným na 3' koniec mRNA. Vytvára sa teda kruh definovaný spojením neprekladateľných oblastí posla. Takto sa prijíma toľko ribozómov, ako to dovoľuje dĺžka posla a ďalšie faktory.

Zviazané konce kruhovej štruktúry eukaryotických polysómov. Fdardel, prostredníctvom Wikimedia Commons

Iné polysómy môžu mať lineárnu dvojradovú alebo špirálovú konfiguráciu so štyrmi ribozómami na otáčku. Kruhový tvar je najsilnejšie spojený s voľnými polysómami.

Druhy polysómov a ich funkcie

Polysómy sa tvoria na aktívnych translačných jednotkách (pôvodne monozómy) s postupným pridávaním ďalších ribozómov na rovnakú mRNA.

V závislosti od ich subcelulárneho umiestnenia nájdeme tri rôzne typy polysómov, z ktorých každý má svoje vlastné osobitné funkcie.

Voľné polysómy

Nachádzajú sa v cytoplazme zadarmo, bez zjavných súvislostí s inými štruktúrami. Tieto polysómy prekladajú mRNA, ktoré kódujú cytozolické proteíny.

Polymómy spojené s endoplazmatickým retikulom (ER)

Pretože jadrový obal je predĺžením endoplazmatického retikula, tento typ polysómu sa môže tiež spájať s vonkajším jadrovým plášťom.

V týchto polysómoch sú translatované mRNA, ktoré kódujú dve dôležité skupiny proteínov. Niektoré z nich sú štrukturálnou súčasťou endoplazmatického retikula alebo Golgiho komplexu. Ostatné, ktoré musia byť týmito transláciami modifikované a / alebo premiestnené intracelulárne.

Polymómy spojené s cytoskeletami

Polymómy spojené s cytoskeletami prekladajú proteíny z mRNA, ktoré sú asymetricky koncentrované v určitých subcelulárnych kompartmentoch.

To znamená, že po opustení jadra sa niektoré messengerové ribonukleoproteíny mobilizujú na miesto, kde sa vyžaduje produkt, ktorý kódujú. Táto mobilizácia je uskutočňovaná cytoskeletom za účasti proteínov, ktoré sa viažu na polyA koniec mRNA.

Inými slovami, cytoskelet distribuuje poslov podľa cieľa. Tento osud je indikovaný funkciou proteínu a tým, kde musí zostať alebo konať.

Regulácia stlmenia transkripčného génu

Aj keď je mRNA transkribovaná, nemusí to nevyhnutne znamenať, že musí byť translatovaná. Pokiaľ je táto mRNA špecificky degradovaná v bunkovej cytoplazme, expresia jej génu sa považuje za post-transkripčne regulovanú.

Existuje mnoho spôsobov, ako to dosiahnuť, a jedným z nich je pôsobenie takzvaných MIR génov. Konečným produktom transkripcie génu MIR je mikroRNA (miRNA).

Sú komplementárne alebo čiastočne komplementárne s ostatnými poslami, ktorých preklad regulujú (post-transkripčné umlčanie). Mlčanie môže tiež zahŕňať špecifickú degradáciu konkrétneho posla.

Všetko, čo súvisí s prekladom, jeho kompartmentalizáciou, reguláciou a post-transkripčným genetickým umlčaním, je kontrolované polysómami.

Za týmto účelom interagujú s inými molekulárnymi makroštruktúrami bunky známej ako P telá a stresové granuly. Tieto tri telá, mRNA a mikroRNA, teda definujú proteóm prítomný v bunke v akomkoľvek danom čase.

Referencie

Afonina, ZA, Shirokov, VA (2018) Trojrozmerná organizácia polyribozómov - moderný prístup. Biochemistry (Moscow), 83: S48-S55.
Akgül, B., Erdoğan, I. (2018) Intracytoplazmatická relokalizácia miRISC komplexov. Hranice v genetike, doi: 10.3389 / fgene.2018.00403
Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. Walters, P. (2014) Molecular Biology of the Cell, 6 ^th Edition. Garland Science, Taylor & Francis Group. Abingdon on Thames, Spojené kráľovstvo.
Chantarachot, T., Bailey-Serres, J. (2018) Polysómy, stresové granule a spracovateľské telá: dynamický triumvirát regulujúci osud a funkciu cytoplazmatickej mRNA. Plant Physiology 176: 254-269.
Emmott, E., Jovanovic, M., Slavov, N. (2018) Ribozómová stechiometria: od formy k funkcii. Trends in Biochemical Sciences, doi: 10,016 / j.tibs.2018.10.009.
Wells, JN, Bergendahl, LT, Marsh, JA (2015) Spoločné prekladanie proteínových komplexov. Biohemical Society Transactions, 43: 1221-1226.

POLYSOME: VLASTNOSTI, TYPY A FUNKCIE - BIOLÓGIE - 2026