RNA ribosomal bagaimana disintesis, jenis dan struktur, fungsi



itu RNA ribosomatau ribosom, dalam biologi seluler, adalah komponen struktural terpenting ribosom. Oleh karena itu, mereka memiliki peran yang sangat diperlukan dalam sintesis protein dan merupakan yang paling melimpah dalam kaitannya dengan jenis utama RNA lainnya: messenger dan transfer.

Sintesis protein adalah peristiwa penting dalam semua organisme hidup. Sebelumnya, diyakini bahwa RNA ribosom tidak berpartisipasi aktif dalam fenomena ini, dan hanya memainkan peran struktural. Saat ini, ada bukti bahwa RNA memiliki fungsi katalitik dan merupakan katalisator sintesis protein yang sebenarnya.

Pada eukariota, gen yang menyebabkan RNA jenis ini diatur dalam suatu wilayah nukleus yang disebut nukleolus. Jenis-jenis RNA biasanya diklasifikasikan tergantung pada perilaku mereka dalam sedimentasi, itulah sebabnya mereka disertai dengan huruf S dari "unit Svedberg"..

Indeks

  • 1 Jenis
    • 1.1 Unit Svedberg
    • 1.2 Prokariota
    • 1.3 Eukariota
  • 2 Bagaimana cara disintesis?
    • 2.1 Lokasi gen
    • 2.2 Mulai transkripsi
    • 2.3 Perpanjangan dan akhir transkripsi
    • 2.4 Modifikasi pasca transkripsional
  • 3 Struktur
  • 4 fungsi
  • 5 Penerapan
  • 6 Evolusi
  • 7 Referensi

Jenis

Salah satu perbedaan yang paling mencolok antara garis keturunan eukariotik dan prokariotik adalah komposisi dalam hal RNA ribosom yang membentuk ribosom mereka. Prokariota memiliki ribosom yang lebih kecil, sedangkan ribosom pada eukariota lebih besar.

Ribosom dibagi menjadi beberapa subunit besar dan kecil. Yang kecil mengandung molekul tunggal RNA ribosom, sedangkan yang lebih besar mengandung molekul yang lebih besar dan dua yang lebih kecil, dalam kasus eukariota.

RNA ribosom terkecil dalam bakteri dapat memiliki 1500 hingga 3000 nukleotida. Pada manusia, RNA ribosom mencapai panjang yang lebih panjang, antara 1800 dan 5000 nukleotida.

Ribosom adalah entitas fisik tempat sintesis protein terjadi. Mereka terdiri dari sekitar 60% RNA ribosom. Sisanya adalah protein.

Unit Svedberg

Secara historis, RNA ribosom diidentifikasi oleh koefisien sedimentasi partikel tersuspensi yang disentrifugasi dalam kondisi standar, yang dilambangkan dengan huruf S dari "unit Svedberg"..

Salah satu sifat yang menarik dari unit ini adalah tidak aditif, yaitu 10S ditambah 10S bukan 20S. Untuk alasan ini ada beberapa kebingungan terkait dengan ukuran akhir ribosom.

Prokariota

Pada bakteri, archaea, mitochondria dan chloroplasts, unit kecil ribosom mengandung 16S RNA ribosom. Sementara subunit besar berisi dua spesies RNA ribosom: 5S dan 23S.

Eukariota

Eukariota, di sisi lain, RNA ribosom 18S ditemukan di subunit kecil dan subunit besar, 60S, mengandung tiga jenis RNA ribosom: 5S, 5.8S dan 28S. Dalam garis keturunan ini, ribosom biasanya lebih besar, lebih kompleks dan lebih banyak daripada prokariota.

Bagaimana cara disintesis?

Lokasi gen

RNA ribosom adalah komponen sentral dari ribosom, jadi sintesisnya merupakan peristiwa yang sangat diperlukan dalam sel. Sintesis berlangsung di nukleolus, wilayah di dalam nukleus yang tidak dibatasi oleh membran biologis.

Mesin bertanggung jawab untuk merakit unit ribosom di hadapan protein tertentu.

Gen RNA ribosom diatur dalam berbagai cara tergantung pada garis keturunan. Ingat bahwa gen adalah segmen DNA yang mengkode fenotip.

Dalam kasus bakteri, gen untuk RNA ribosomal 16S, 23S dan 5S diatur dan ditranskripsi bersama dalam sebuah operon. Organisasi "gen-gen ini bersama" sangat umum pada gen prokariota.

Sebaliknya, eukariota, organisme yang lebih kompleks dengan nukleus yang dibatasi membran, diatur bersama-sama. Dalam diri kita, manusia, gen yang mengkode RNA ribosom disusun menjadi lima "kelompok" yang terletak pada kromosom 13, 14, 15, 21 dan 22. Wilayah ini disebut NOR.

Mulai transkripsi

Dalam sel, RNA polimerase adalah enzim yang bertanggung jawab untuk menambahkan nukleotida ke untaian RNA. Mereka membentuk molekul ini dari molekul DNA. Proses pembentukan RNA mengikuti DNA sebagai temper dikenal sebagai transkripsi. Ada beberapa jenis RNA polimerase.

Secara umum, transkripsi RNA ribosom dilakukan oleh RNA polimerase I, dengan pengecualian RNA ribosomal 5S, yang transkripsi dilakukan oleh RNA polimerase III. 5S juga memiliki kekhasan yang ditranskripsikan dari nukleolus.

Promotor sintesis RNA terdiri dari dua elemen yang kaya dengan sekuens GC dan daerah pusat, di sini dimulai transkripsi.

Pada manusia, faktor transkripsi yang diperlukan untuk proses bergabung dengan wilayah pusat dan menimbulkan kompleks pra-inisiasi, yang terdiri dari kotak TATA dan faktor yang terkait dengan TBP.

Setelah semua faktor disatukan, RNA polimerase I, bersama dengan faktor transkripsi lainnya, berikatan dengan daerah pusat promotor untuk membentuk kompleks inisiasi..

Perpanjangan dan akhir transkripsi

Selanjutnya, langkah kedua dari proses transkripsi terjadi: perpanjangan. Di sini transkripsi itu sendiri terjadi dan melibatkan keberadaan protein katalitik lainnya, seperti topoisomerase.

Dalam eukariota, unit transkripsi gen ribosom memiliki urutan DNA pada ujung 3 'dengan urutan yang dikenal sebagai kotak Sal, yang menunjukkan akhir transkripsi.

Setelah transkripsi RNA ribosom yang dipesan bersamaan terjadi, biogenesis ribosom terjadi di nukleolus. Transkrip gen ribosom matang dan berasosiasi dengan protein untuk membentuk satuan ribosom.

Sebelum penghentian, pembentukan serangkaian "riboprotein" terjadi. Seperti dalam RNA messenger, proses penyambungan diarahkan oleh ribonukleoprotein nukleolar kecil atau snRNP, untuk akronimnya dalam bahasa Inggris.

itu penyambungan itu adalah proses di mana intron (urutan non-coding) dihapus yang biasanya "mengganggu" ekson (urutan yang melakukan kode untuk gen yang bersangkutan).

Proses ini mengarah ke 20S perantara yang mengandung 18S dan 32S rRNA, yang berisi 5,8S dan 28S rRNA.

Modifikasi pasca transkripsional

Setelah RNA ribosom berasal, mereka menjalani modifikasi tambahan. Ini melibatkan metilasi (penambahan gugus metil) sekitar 100 nukleotida per ribosom dalam kelompok 2'-OH ribosom. Selain itu, terjadi isomerisasi lebih dari 100 uridin ke bentuk semu-uridin.

Struktur

Seperti DNA, RNA terdiri dari basa nitrogen yang terikat oleh ikatan kovalen dengan tulang punggung fosfat.

Empat basa nitrogen yang membentuknya adalah adenin, sitosin, urasil, dan guanin. Namun, tidak seperti DNA, RNA bukan molekul pita ganda, tetapi pita sederhana.

Seperti transfer RNA, RNA ribosom ditandai oleh struktur sekunder yang agak kompleks, dengan daerah pengikatan spesifik yang mengenali RNA messenger dan mentransfer RNA..

Fungsi

Fungsi utama dari RNA ribosom adalah untuk menyediakan struktur fisik yang memungkinkan untuk mengambil RNA messenger dan mendekodekannya menjadi asam amino, untuk membentuk protein.

Protein adalah biomolekul dengan berbagai fungsi - mulai dari transportasi oksigen, seperti hemoglobin, hingga fungsi pendukung.

Penerapan

RNA ribosom digunakan secara luas, baik dalam bidang biologi molekuler dan evolusi, dan kedokteran.

Jika seseorang ingin mengetahui hubungan filogenetik lebih banyak masalah antara dua kelompok organisme - yaitu, bagaimana organisme saling berhubungan, dalam hal kekerabatan - gen RNA ribosom biasanya digunakan sebagai label..

Mereka sangat berguna sebagai penanda molekuler berkat tingkat evolusinya yang rendah (jenis sekuens ini dikenal sebagai "sekuens yang dilestarikan").

Bahkan, salah satu rekonstruksi filogenetik paling terkenal di bidang biologi dilakukan oleh Carl Woese dan kolaborator menggunakan 16S urutan RNA ribosom. Hasil penelitian ini memungkinkan pembagian organisme hidup menjadi tiga domain: archaea, bakteri dan eukariota..

Di sisi lain, RNA ribosom biasanya menjadi target banyak antibiotik yang digunakan dalam bidang kedokteran untuk menyembuhkan berbagai macam penyakit. Adalah logis untuk berasumsi bahwa dengan menyerang sistem produksi protein bakteri, ia akan segera terpengaruh.

Evolusi

Diperkirakan bahwa ribosom, seperti yang kita kenal sekarang, memulai pembentukannya di masa yang sangat dekat, dekat dengan pembentukan LUCA (dengan inisialnya pada Bahasa Inggris nenek moyang bersama universal terakhir atau leluhur bersama universal terakhir).

Faktanya, salah satu hipotesis mengenai asal usul kehidupan menyatakan bahwa kehidupan berasal dari molekul RNA - karena ia memiliki kapasitas autokatalitik yang diperlukan untuk dianggap sebagai salah satu molekul prekursor kehidupan..

Para peneliti mengusulkan bahwa prekursor ribosom saat ini tidak selektif dengan asam amino, menerima kedua isomer l dan d. Saat ini, secara luas diketahui bahwa protein secara eksklusif dibentuk oleh asam amino.

Selain itu, RNA ribosom memiliki kemampuan untuk mengkatalisasi reaksi peptidil transferase. Karakteristik ini berfungsi sebagai repositori nukleotida, ditambah dengan kemampuan katalitiknya, menjadikannya elemen kunci dalam evolusi bentuk pertama di bumi..

Referensi

  1. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. (2002). Biokimia Edisi ke-5. New York: W H Freeman. Bagian 29.3, Ribosom Adalah Partikel Ribonukleoprotein (70S) Terbuat dari Subunit Kecil (30S) dan Besar (50S). Tersedia di: ncbi.nlm.nih.gov
  2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Undangan ke Biologi. Ed. Panamericana Medical.
  3. Fox, G. E. (2010). Asal dan evolusi ribosom. Perspektif Cold Spring Harbor dalam biologi, 2(9), a003483.
  4. Hall, J. E. (2015). Buku teks Guyton and Hall tentang fisiologi medis e-Book. Ilmu Kesehatan Elsevier.
  5. Lewin, B. (1993). Gen Volume 1. Kembalikan.
  6. Lodish, H. (2005). Biologi seluler dan molekuler. Ed. Panamericana Medical.
  7. Ramakrishnan, V. (2002). Struktur ribosom dan mekanisme penerjemahan. Sel, 108(4), 557-572.
  8. Tortora, G. J., Funke, B. R., & Case, C. L. (2007). Pengantar mikrobiologi. Ed. Panamericana Medical.
  9. Wilson, D. N., & Cate, J. H. D. (2012). Struktur dan fungsi ribosom eukariotik. Perspektif Cold Spring Harbor dalam biologi, 4(5), a011536.