ПОЛИЗОМ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ВИДОВЕ И ФУНКЦИИ - БИОЛОГИЯ - 2025

А полизомно е група с рибозоми назначени за превод на същата РНК (тРНК). Структурата е по-известна като полирибозома или по-рядко срещаната ергозома.

Полизомите позволяват увеличеното производство на протеини от тези пратеници, които са подложени на едновременна транслация от няколко рибозоми. Полизомите също участват в процесите на ко-транслационно сгъване и в придобиването на кватернерни структури от ново синтезирани протеини.

Бактериални полирибозоми. CNX OpenStax, чрез Wikimedia Commons

Полизомите, заедно с т. Нар. Р тела и стрес гранули, контролират съдбата и функцията на пратениците в еукариотните клетки.

Полизоми са наблюдавани както в прокариотни, така и в еукариотни клетки. Това означава, че този вид макромолекулярна формация има дълга история в клетъчния свят. Полизомът може да бъде съставен от поне две рибозоми в един и същ пратеник, но като цяло има повече от две.

В поне една клетка на бозайници могат да съществуват до 10 000 000 рибозоми. За много от тях е установено, че са свободни, но голяма част е свързана с известните полизоми.

Основни характеристики

Рибозомите на всички живи същества се състоят от две субединици: малката субединица и голямата субединица. Малката субединица на рибозомите е отговорна за четенето на пратената РНК.

Голямата субединица е отговорна за линейното добавяне на аминокиселини към зараждащия се пептид. Активна транслационна единица е тази, в която иРНК е била в състояние да набира и позволява сглобяването на рибозомата. След това четенето на триплетите в месинджъра и взаимодействието със съответната заредена тРНК продължава последователно.

Рибозомите са градивните елементи на полизомите. Всъщност и двата начина на превод на месинджър могат да съществуват в същата клетка. Ако всички компоненти, съставляващи транслационната машина на клетката, са пречистени, ще открием четири основни фракции:

• Първата ще се образува от мРНК, свързани с протеините, с които се образуват пратените рибонуклеопротеини. Тоест, соловите пратеници.
• Втората, от рибозомните субединици, които са разделени, все още не се превръщат в никакъв пратеник
• Третата би била тази на монозомите. Тоест „свободните“ рибозоми, свързани с някаква иРНК.
• И накрая, най-тежката фракция би била тази на полисомите. Това е този, който всъщност осъществява по-голямата част от процеса на превод

Структура на еукариотични полизоми

В еукариотните клетки, тРНК се изнасят от ядрото като пратеници рибонуклеопротеини. Тоест, пратеникът е съчетан с различни протеини, които ще определят неговия износ, мобилизация и превод.

Сред тях има няколко, които взаимодействат с PABP протеина, прикрепен към опашката на polyA 3 'на пратеника. Други, като например CBP20 / CBP80 комплекс, ще се свържат към 5 'качулката на тРНК.

Освобождаването на комплекса CBP20 / CBP80 и набирането на рибозомни субединици на 5 'качулката определят образуването на рибозомата.

Преводът започва и нови рибозоми се сглобяват на 5 'качулката. Това се случва за ограничен брой пъти, което зависи от всеки пратеник и вида на въпросния полисом.

След този етап, факторите на транслационно удължаване, свързани с капачката в 5 'края, взаимодействат с PABP протеина, свързан към 3' края на тРНК. По този начин се образува кръг, дефиниран от обединението на непреносимите региони на пратеника. По този начин, толкова рибозоми се набират, колкото дължината на пратеника и други фактори позволяват.

Свързани краища в кръговата структура на еукариотните полизоми. Fdardel, чрез Wikimedia Commons

Други полизоми могат да приемат линейна двойна редица или спирална конфигурация с четири рибозоми на завой. Кръглата форма е най-силно свързана със свободните полизоми.

Видове полизоми и техните функции

Полизомите се образуват върху активни транслационни единици (първоначално монозоми) с последователно добавяне на други рибозоми на същата тРНК.

В зависимост от тяхното субклетъчно разположение, откриваме три различни типа полизоми, всеки от които има свои специфични функции.

Безплатни полизоми

Те се намират свободни в цитоплазмата, без видими асоциации с други структури. Тези полизоми превеждат тРНК, които кодират цитозолни протеини.

Полизоми, свързани с ендоплазмен ретикулум (ER)

Тъй като ядрената обвивка е удължаване на ендоплазмения ретикулум, този вид полисом може да бъде свързан и с външната ядрена обвивка.

В тези полизоми се превеждат тРНК, които кодират две важни групи протеини. Някои, които са структурна част от ендоплазмения ретикулум или комплексът на Голджи. Други, които трябва да бъдат изменени след транслационно и / или преместени вътреклетъчно от тези органели.

Свързани с цитоскелета полисоми

Свързаните с цитоскелетите полизоми превеждат протеини от мРНК, които са асиметрично концентрирани в определени субклетъчни отделения.

Тоест, след излизане от ядрото, някои пратеници рибонуклеопротеини се мобилизират до мястото, където се изисква продуктът, който кодират. Тази мобилизация се осъществява от цитоскелета с участието на протеини, които се свързват към опашката на полиА на тРНК.

С други думи, цитоскелетът разпространява пратениците по местоназначение. Тази съдба се определя от функцията на протеина и от мястото, където той трябва да пребивава или действа.

Регулиране на пост-транскрипционното заглушаване на ген

Дори ако иРНК е транскрибирана, това не означава непременно, че тя трябва да бъде преведена. Ако тази иРНК е специфично разградена в клетъчната цитоплазма, се казва, че експресията на нейния ген е регулирана след транскрипция.

Има много начини да се постигне това и един от тях е чрез действието на така наречените MIR гени. Крайният продукт от транскрипцията на MIR ген е микроРНК (miRNA).

Те са допълващи или частично допълващи се към други пратеници, чийто превод те регулират (пост-транскрипционно заглушаване). Заглушаването може да включва и специфично разграждане на определен пратеник.

Всичко свързано с превода, неговото отделяне, регулиране и пост-транскрипционно генетично заглушаване се контролира от полизоми.

За целта те взаимодействат с други молекулярни макроструктури на клетката, известни като P тела и стрес гранули. Тези три тела, мРНК и микроРНК, по този начин определят протеома, присъстващ в клетка във всеки даден момент.

Препратки

1. Afonina, ZA, Shirokov, VA (2018) Триизмерна организация на полирибозомите - модерен подход. Биохимия (Москва), 83: S48-S55.
2. Akgül, B., Erdoğan, I. (2018) Интрацитоплазмена повторна локализация на miRISC комплекси. Граници в генетиката, doi: 10.3389 / fgene.2018.00403
3. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. Walters, P. (2014) Molecular Biology of the Cell, ^6th Edition. Garland Science, Taylor & Francis Group. Abingdon на Темза, Обединеното кралство.
4. Chantarachot, T., Bailey-Serres, J. (2018) Полизоми, стрес гранули и обработващи тела: динамичен триумвират, контролиращ съдбата и функцията на цитоплазмената мРНК. Физиология на растенията 176: 254-269.
5. Емот, Е., Йованович, М., Славов, Н. (2018) Рибосомна стехиометрия: от форма до функция. Тенденции в биохимичните науки, doi: 10.1016 / j.tibs.2018.10.009.
6. Wells, JN, Bergendahl, LT, Marsh, JA (2015) Ко-транслационен монтаж на протеинови комплекси. Транзакции на биохимичното общество, 43: 1221-1226.