Ribosomen - Die Proteinbuilder einer Zelle

Es gibt zwei Haupttypen von Zellen: prokaryotische und eukaryotische Zellen. Ribosomen sind Zellorganellen, die aus RNA und Proteinen bestehen. Sie sind für den Aufbau der Proteine der Zelle verantwortlich. Abhängig von der Proteinproduktion einer bestimmten Zelle können die Ribosomen millionenfach sein.

Schlüssel zum Mitnehmen: Ribosomen

Ribosomen sind Zellorganellen, die bei der Proteinsynthese eine Rolle spielen. Ribosomen in pflanzlichen und tierischen Zellen sind größer als in Bakterien.
Ribosomen bestehen aus RNA und Proteinen, die Ribosomenuntereinheiten bilden: eine große Ribosomenuntereinheit und eine kleine Untereinheit. Diese beiden Untereinheiten entstehen im Zellkern und vereinigen sich bei der Proteinsynthese im Zytoplasma.
Freie Ribosomen sind im Cytosol suspendiert, während gebundene Ribosomen an das endoplasmatische Retikulum gebunden sind.
Mitochondrien und Chloroplasten können ihre eigenen Ribosomen produzieren.

Unterscheidungsmerkmale

Struktur eines Ribosoms. Wechselwirkung eines Ribosoms mit mRNA. ttsz / iStock / Getty Images Plus

Ribosomen bestehen typischerweise aus zwei Untereinheiten: a große Untereinheit und ein kleine Untereinheit. Eukarotische Ribosomen (80S), wie sie in pflanzlichen und tierischen Zellen vorkommen, sind größer als prokaryotische Ribosomen (70S), wie sie in Bakterien vorkommen. Ribosomale Untereinheiten werden im Nucleolus synthetisiert und gelangen durch Kernporen über die Kernmembran zum Zytoplasma.

Beide ribosomalen Untereinheiten verbinden sich miteinander, wenn das Ribosom während der Proteinsynthese an die Messenger-RNA (mRNA) bindet. Ribosomen helfen zusammen mit einem anderen RNA-Molekül, der Transfer-RNA (tRNA), die Protein-kodierenden Gene in mRNA in Proteine zu übersetzen. Ribosomen verbinden Aminosäuren miteinander, um Polypeptidketten zu bilden, die weiter modifiziert werden, bevor sie zu funktionellen Proteinen werden.

Ort in der Zelle

Ribosomen können an das endoplasmatische Retikulum gebunden oder im Zytoplasma frei sein. ttsz / iStock / Getty Images Plus

Es gibt zwei Orte, an denen Ribosomen häufig in einer eukaryotischen Zelle vorkommen: im Cytosol suspendiert und an das endoplasmatische Retikulum gebunden. Diese Ribosomen werden genannt freie Ribosomen und gebundene Ribosomen beziehungsweise. In beiden Fällen bilden die Ribosomen während der Proteinsynthese gewöhnlich Aggregate, die als Polysomen oder Polyribosomen bezeichnet werden. Polyribosomen sind Cluster von Ribosomen, die sich während der Proteinsynthese an ein mRNA-Molekül binden. Dies ermöglicht die gleichzeitige Synthese mehrerer Kopien eines Proteins aus einem einzelnen mRNA-Molekül.

Freie Ribosomen bilden normalerweise Proteine, die im Cytosol (flüssiger Bestandteil des Cytoplasmas) funktionieren, während gebundene Ribosomen normalerweise Proteine bilden, die aus der Zelle exportiert oder in die Zellmembranen aufgenommen werden. Interessanterweise sind freie Ribosomen und gebundene Ribosomen austauschbar, und die Zellen können ihre Anzahl je nach Stoffwechselbedarf ändern.

Organellen wie Mitochondrien und Chloroplasten in eukaryotischen Organismen haben ihre eigenen Ribosomen. Ribosomen in diesen Organellen ähneln in Bezug auf die Größe eher den in Bakterien vorkommenden Ribosomen. Die Untereinheiten, die Ribosomen in Mitochondrien und Chloroplasten umfassen, sind kleiner (30S bis 50S) als die Untereinheiten von Ribosomen, die im Rest der Zelle zu finden sind (40S bis 60S)..

Ribosomen und Proteinassemblierung

Ribosomen interagieren mit mRNA, um Proteine in einem Prozess namens Translation zu produzieren. ttsz / iStock / Getty Images Plus

Die Proteinsynthese erfolgt durch die Prozesse der Transkription und Translation. Bei der Transkription wird der in der DNA enthaltene genetische Code in eine RNA-Version des als Messenger-RNA (mRNA) bekannten Codes transkribiert. Das mRNA-Transkript wird vom Zellkern zum Zytoplasma transportiert und dort translatiert. In der Translation wird eine wachsende Aminosäurekette, auch Polypeptidkette genannt, erzeugt. Ribosomen helfen bei der Translation von mRNA, indem sie an das Molekül binden und Aminosäuren miteinander verbinden, um eine Polypeptidkette zu bilden. Die Polypeptidkette wird schließlich zu einem voll funktionsfähigen Protein. Proteine sind sehr wichtige biologische Polymere in unseren Zellen, da sie an nahezu allen Zellfunktionen beteiligt sind.

Es gibt einige Unterschiede zwischen der Proteinsynthese bei Eukaryoten und Prokaryoten. Da eukaryotische Ribosomen größer sind als die in Prokaryoten, benötigen sie mehr Proteinkomponenten. Andere Unterschiede umfassen unterschiedliche Initiatoraminosäuresequenzen zum Starten der Proteinsynthese sowie unterschiedliche Elongations- und Terminationsfaktoren.

Eukaryontische Zellstrukturen

Dies ist ein Diagramm einer Tierzelle. colematt / iStock / Getty Images Plus

Ribosomen sind nur eine Art von Zellorganellen. Die folgenden Zellstrukturen können auch in einer typischen tierischen eukaryotischen Zelle gefunden werden:

Centrioles - helfen bei der Organisation der Anordnung von Mikrotubuli.
Chromosomen - Hauszell-DNA.
Cilia und Flagella - helfen bei der zellulären Fortbewegung.
Zellmembran - schützt die Integrität des Zellinneren.
Endoplasmatisches Retikulum - synthetisiert Kohlenhydrate und Lipide.
Golgi Complex - produziert, lagert und versendet bestimmte zellulare Produkte.
Lysosomen - verdauen zelluläre Makromoleküle.
Mitochondrien - versorgen die Zelle mit Energie.
Nucleus - steuert das Zellwachstum und die Zellreproduktion.
Peroxisomen - entgiften Sie Alkohol, bilden Sie Gallensäure und verwenden Sie Sauerstoff, um Fette abzubauen.

Quellen

Berg, Jeremy M. "Die eukaryotische Proteinsynthese unterscheidet sich von der prokaryotischen Proteinsynthese hauptsächlich in der Translationsinitiation." Biochemie. 5. Auflage., US National Library of Medicine, 2002, www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22531/#_ncbi_dlg_citbx_NBK22531.
Wilson, Daniel N. und Jamie H. Doudna Cate. "Die Struktur und Funktion des eukaryotischen Ribosoms." Cold Spring Harbor Perspektiven in der Biologie vol. 4,5 a011536. doi: 10.1101 / cshperspect.a011536

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