Polysome egenskaber, typer og funktioner

3265
Charles McCarthy

EN polysom det er en gruppe af ribosomer, der er rekrutteret til translation af det samme messenger-RNA (mRNA). Strukturen er bedre kendt som polyribosomet eller det mindre almindelige ergosom..

Polysomer tillader øget produktion af proteiner fra de budbringere, der udsættes for samtidig translation af flere ribosomer. Polysomer deltager også i co-translationelle foldningsprocesser og i erhvervelsen af ​​kvaternære strukturer af nysyntetiserede proteiner..

Bakterielle polyribosomer. CNX OpenStax [CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)], via Wikimedia Commons

Polysomer sammen med såkaldte P-legemer og stressgranulater styrer skæbnen og funktionen af ​​budbringere i eukaryote celler.. 

Polysomer er blevet observeret i både prokaryote og eukaryote celler. Dette betyder, at denne type makromolekylær dannelse har en lang historie i den cellulære verden. Et polysom ​​kan bestå af mindst to ribosomer på den samme messenger, men generelt er der mere end to.

I mindst en pattedyrcelle kan der eksistere op til 10.000.000 ribosomer. Mange er blevet observeret at være frie, men en stor del er forbundet med de velkendte polysomer.

Artikelindeks

  • 1 Generelle egenskaber
  • 2 Struktur af eukaryote polysomer
  • 3 Typer af polysomer og deres funktioner
    • 3.1 Gratis polysomer
    • 3.2 Polysomer associeret med det endoplasmatiske retikulum (ER)
    • 3.3 Polysomer associeret med cytoskelettet
  • 4 Regulering af post-transkriptionel gendæmpning
  • 5 Referencer

Generelle egenskaber

Ribosomerne i alle levende ting består af to underenheder: den lille underenhed og den store underenhed. Den lille underenhed af ribosomer er ansvarlig for læsning af messenger RNA.

Den store underenhed er ansvarlig for den lineære tilsætning af aminosyrer til det spirende peptid. En aktiv translationel enhed er en, hvor et mRNA har været i stand til at rekruttere og tillade samling af ribosomet. Derefter fortsætter aflæsningen af ​​trillinger i messenger og interaktionen med det tilsvarende belastede tRNA sekventielt..

Ribosomer er polysomernes byggesten. Faktisk kan begge måder at oversætte en messenger sameksistere i den samme celle. Hvis alle komponenter, der udgør cellens translationelle maskineri, renses, ville vi finde fire hovedfraktioner:

  • Den første ville blive dannet af mRNA'erne associeret med proteinerne, hvormed messenger-ribonukleoproteinerne dannes. Det vil sige de ensomme budbringere.
  • Det andet ved de ribosomale underenheder, som adskilles, oversættes stadig ikke til nogen messenger
  • Den tredje er monosomernes. Det vil sige de "frie" ribosomer associeret med noget mRNA.
  • Endelig ville den tungeste fraktion være polysomernes. Dette er den, der faktisk udfører det meste af oversættelsesprocessen

Struktur af eukaryote polysomer

I eukaryote celler eksporteres mRNA'er fra kernen som messenger ribonukleoproteiner. Det vil sige, messenger er koblet med flere proteiner, der bestemmer dets eksport, mobilisering og oversættelse.. 

Blandt dem er der flere, der interagerer med PABP-proteinet bundet til messingens polyA 3 'hale. Andre, såsom CBP20 / CBP80-komplekset, vil binde til 5'-hætte af mRNA.

Frigivelse af CBP20 / CBP80-komplekset og rekruttering af ribosomale underenheder på 5'-hætten definerer dannelsen af ​​ribosomet. 

Oversættelse begynder, og nye ribosomer samles på 5'-hætten. Dette sker i et begrænset antal gange, der afhænger af hver messenger og typen af ​​polysom..

Efter dette trin interagerer oversættelsesforlængelsesfaktorer forbundet med hætten i 5'-enden med PABP-proteinet bundet til 3'-enden af ​​mRNA'et. En cirkel dannes således defineret af foreningen af ​​messengerens ikke-oversættelige regioner. Således rekrutteres så mange ribosomer som længden af ​​budbringeren, og andre faktorer tillader det.

Bundet ender i den cirkulære struktur af eukaryote polysomer. Fdardel [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) eller CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons

Andre polysomer kan vedtage en lineær dobbelt række eller spiralkonfiguration med fire ribosomer pr. Omdrejning. Den cirkulære form har været stærkest forbundet med frie polysomer.

Typer af polysomer og deres funktioner

Polysomer dannes på aktive translationelle enheder (oprindeligt monosomer) med sekventiel tilsætning af andre ribosomer på det samme mRNA.

Afhængigt af deres subcellulære placering finder vi tre forskellige typer polysomer, der hver har sine egne særlige funktioner..

Gratis polysomer

De findes frie i cytoplasmaet uden tilsyneladende tilknytning til andre strukturer. Disse polysomer oversætter de mRNA'er, der koder for cytosoliske proteiner.

Endoplasmatiske retikulum (ER) associerede polysomer

Da atomhylsteret er en forlængelse af det endoplasmatiske retikulum, kan denne type polysom ​​også være forbundet med den ydre nukleare hylster.

I disse polysomer oversættes mRNA'erne, der koder for to vigtige proteingrupper. Nogle, som er en strukturel del af det endoplasmatiske retikulum eller Golgi-komplekset. Andre, som skal ændres posttranslationsmæssigt og / eller flyttes intracellulært af disse organeller.

Cytoskeletal-associerede polysomer

Cytoskeletal-associerede polysomer oversætter proteiner fra mRNA'er, der er asymmetrisk koncentreret i visse subcellulære rum.

Det vil sige, at når nogen forlader kernen, mobiliseres nogle messenger-ribonukleoproteiner til det sted, hvor det produkt, de koder, er påkrævet. Denne mobilisering udføres af cytoskelet med deltagelse af proteiner, der binder til polyA-halen af ​​mRNA'et..

Med andre ord distribuerer cytoskelet budbringere efter destination. Denne skæbne er angivet ved proteinets funktion og ved det sted, hvor det skal opholde sig eller handle..

Regulering af post-transkriptionel gendæmpning

Selv hvis et mRNA transkriberes, betyder det ikke nødvendigvis, at det skal oversættes. Hvis dette mRNA specifikt nedbrydes i cellecytoplasmaet, siges ekspressionen af ​​dets gen at være posttranskriptionelt reguleret..

Der er mange måder at opnå dette på, og en af ​​dem er gennem virkningen af ​​de såkaldte MIR-gener. Slutproduktet af transkriptionen af ​​et MIR-gen er et microRNA (miRNA).

Disse er komplementære eller delvist komplementære til andre budbringere, hvis oversættelse de regulerer (post-transkriptionel dæmpning). Dæmpning kan også involvere specifik nedbrydning af en bestemt messenger.

Alt relateret til translation, dets opdeling, regulering og post-transkriptionel gendæmpning kontrolleres af polysomer..

For at gøre dette interagerer de med andre molekylære makrostrukturer i cellen kendt som P-legemer og stressgranuler. Disse tre kroppe, mRNA'er og microRNA'er, definerer således det proteom, der er til stede i en celle på et givet tidspunkt..

Referencer

  1. Afonina, Z. A., Shirokov, V. A. (2018) Tredimensionel organisering af polyribosomer - En moderne tilgang. Biokemi (Moskva), 83: S48-S55.
  2. Akgül, B., Erdoğan, I. (2018) Intracytoplasmisk re-lokalisering af miRISC-komplekser. Frontiers in Genetics, 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 Udgave. Garland Science, Taylor & Francis Group. Abingdon on Thames, Storbritannien.
  4. Chantarachot, T., Bailey-Serres, J. (2018) Polysomer, stressgranulater og forarbejdningslegemer: et dynamisk triumvirat, der styrer cytoplasmatisk mRNA-skæbne og funktion. Plantefysiologi, 176: 254-269.
  5. Emmott, E., Jovanovic, M., Slavov, N. (2018) Ribosomstøkiometri: fra form til funktion. Tendenser i biokemiske videnskaber, doi: 10.1016 / j.tibs.2018.10.009.
  6. Wells, J. N., Bergendahl, L. T., Marsh, J. A. (2015) Co-translationel samling af proteinkomplekser. Biohæmiske samfundstransaktioner, 43: 1221-1226.

Endnu ingen kommentarer