Polisomové charakteristiky, typy a funkce



A polysom je skupina ribozomů rekrutovaných pro translaci stejné messenger RNA (mRNA). Struktura je lépe známá jako polyribozom nebo s méně běžným ergosomem.

Polysomy umožňují zvýšenou produkci proteinů z těchto poslů, které jsou simultánně transponovány několika ribozomy. Polysomy se také podílejí na procesech co-translačního skládání a na získávání kvartérních struktur nově syntetizovanými proteiny..

Polysomy spolu s tzv. P těly a napěťovými granulemi řídí osud a funkci poslů v eukaryotických buňkách. 

Polysomy byly pozorovány jak v prokaryotických, tak v eukaryotických buňkách. To znamená, že tento typ makromolekulární formace má v buněčném světě dlouhou historii. Polysom ​​může být tvořen alespoň dvěma ribozomy na stejném messengeru, ale obecně jsou více než dva.

V alespoň jedné savčí buňce může být přítomno až 10 000 000 ribozomů. Bylo pozorováno, že mnohé z nich jsou volné, ale velká část je spojena se známými polysomy.

Index

  • 1 Obecné charakteristiky
  • 2 Struktura eukaryotických polysomů
  • 3 Typy polysomů a jejich funkce
    • 3.1 Volné polysomy
    • 3.2 Polysomy spojené s endoplazmatickým retikulem (ER)
    • 3.3 Polysomy spojené s cytoskeletem
  • 4 Regulace posttranskripčního genetického umlčování
  • 5 Odkazy

Obecné vlastnosti

Ribozomy všech živých bytostí se skládají ze dvou podjednotek: malé podjednotky a velké podjednotky. Malá podjednotka ribozomů je zodpovědná za čtení messenger RNA.

Velká podjednotka je zodpovědná za lineární přidávání aminokyselin k vznikajícímu peptidu. Aktivní translační jednotka je taková, ve které mRNA byla schopna rekrutovat a umožnit sestavení ribozomu. Poté následuje sekvenční odečet tripletu v messengeru a interakce s odpovídající nabitou tRNA.

Ribozómy jsou pracovní bloky polysomů. Ve skutečnosti, oba způsoby překládání posla mohou koexistovat ve stejné buňce. Pokud jsou všechny složky, které tvoří translační aparát buňky, purifikovány, najdeme čtyři hlavní frakce:

  • První by byl tvořen mRNA asociovanou s proteiny, se kterými jsou vytvořeny messenger ribonukleoproteiny. To znamená, poslové sami.
  • Druhá, ribozomální podjednotky, která je oddělena, se stále nepřekládá do žádného posla
  • Třetí by byl monosom. To znamená "volné" ribozomy spojené s nějakou mRNA.
  • Konečně nejtěžší frakcí by byla frakce polysomů. To je ten, který skutečně provádí většinu procesu překladu

Struktura eukaryotických polysomů

V eukaryotických buňkách jsou mRNA exportovány z jádra jako messenger ribonukleoproteiny. To znamená, že posel je spojen s několika proteiny, které určují jeho export, mobilizaci a překlad. 

Mezi nimi existuje několik, které interagují s proteinem PABP navázaným na polyA 3 'konec mediátoru. Jiné, jako například ty z komplexu CBP20 / CBP80, se budou vázat na 5 'čep mRNA.

Uvolnění komplexu CBP20 / CBP80 a nábor ribozomálních podjednotek na 5 'kukle definují tvorbu ribozomu. 

Překlad je zahájen a nové ribozomy jsou sestaveny na 5 'kapuce. To se děje po omezený počet časů v závislosti na každém mediátoru a typu použitého polysomu.

Po tomto kroku faktory prodloužení translace spojené s kapotou na 5 'konci interagují s proteinem PABP navázaným na 3' konec mRNA. Tím je vytvořen kruh definovaný spojením netranslatovatelných oblastí posla. Tak, jak mnoho ribozómů jak délka posla jsou rekrutováni, a jiné faktory dovolí.

Jiné polysomy mohou přijmout lineární konfiguraci dvojitých řad, nebo spirály se čtyřmi ribozomy na otáčku. Kruhová forma byla spojena silněji s volnými polysomy.

Typy polysomů a jejich funkce

Polysomy jsou tvořeny na aktivních translačních jednotkách (zpočátku monosomů) se sekvenčním přidáváním dalších ribozomů na stejné mRNA.

V závislosti na jeho subcelulárním umístění najdeme tři různé typy polysomů, z nichž každý má své vlastní a konkrétní funkce.

Volné polysomy

Jsou volné v cytoplazmě, bez zjevných asociací s jinými strukturami. Tyto polysomy překládají mRNA, které kódují cytosolické proteiny.

Polysomy spojené s endoplazmatickým retikulem (ER)

Vzhledem k tomu, že jaderný obal je rozšířením endoplazmatického retikula, tento typ polysomu může být také spojen s vnějším jaderným obalem..

V těchto polysomech se překládají mRNA, které kódují dvě důležité skupiny proteinů. Některé, které jsou strukturální součástí endoplazmatického retikula nebo Golgiho komplexu. Jiné, které musí být modifikovány posttranslačně a / nebo přemístěny intracelulárně těmito organelami.

Polysomy spojené s cytoskeletem

Polysomy spojené s cytoskeletem překládají proteiny z mRNA, které jsou asymetricky koncentrovány v určitých subcelulárních kompartmentech.

To znamená, že když opouští jádro, některé messenger ribonukleoproteiny jsou mobilizovány na místo, kde je vyžadován produkt, který kódují. Tato mobilizace je prováděna cytoskeletem za účasti proteinů, které se vážou na polyA ocas mRNA.

Jinými slovy, cytoskeleton distribuuje posly podle místa určení. Toto místo určení je indikováno funkcí bílkoviny a místem, kde musí bydlet nebo jednat.

Regulace posttranskripčního genetického umlčování

I když je mRNA transkribována, nemusí to nutně znamenat, že musí být přeložena. Pokud je tato mRNA specificky degradována v buněčné cytoplazmě, je řečeno, že exprese jejího genu je regulována post-transkripčně.

Existuje mnoho způsobů, jak toho dosáhnout, a jeden z nich je z působení tzv. MIR genů. Konečný produkt transkripce MIR genu je mikroRNA (miRNA).

Ty jsou komplementární nebo částečně komplementární s jinými posly, jejichž překlad reguluje (posttranskripční umlčení). Umlčení může také zahrnovat specifickou degradaci určitého posla.

Vše, co souvisí s překladem, jeho kompartmentalizací, regulací a post-transkripčním genetickým umlčováním, je řízeno polysomy..

K tomu interagují s jinými molekulárními makrostrukturami buňky známé jako P-tělíska a napěťové granule. Tyto tři těla, mRNA a mikroRNA, tak definují proteom přítomný v buňce v daném čase.

Odkazy

  1. Afonina, Z. A., Shirokov, V. A. (2018) Trojrozměrná organizace polyribosomů - moderní přístup. Biochemie (Moskva), 83: S48-S55.
  2. Akgül, B., Erdoğan, I. (2018) Intracytoplazmatická re-lokalizace miRISC komplexů. Hranice v genetice, doi: 10.3389 / fgene.2018.00403
  3. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., Walters, P. (2014) Molekulární biologie buňky, 6th Vydání. Garland věda, Taylor a Francis skupina. Abingdon on Thames, Spojené království.
  4. Chantarachot, T., Bailey-Serres, J. (2018) Polysomy, stresové granule a zpracovatelská těla: dynamický triumvirát, který kontroluje osud a funkci cytoplazmatické mRNA. Plant Physiology, 176: 254-269.
  5. Emmott, E., Jovanovic, M., Slavov, N. (2018) Stochiometrie ribozomu: z formy do funkce. Trends in Biochemical Sciences, doi: 10.1016 / j.tibs.2018.10.009.
  6. Wells, J. N., Bergendahl, L.T., Marsh, J.A. (2015) Co-translační sestava proteinových komplexů. Transakce Biohemical Society, 43: 1221-1226.