7 Funkcja rybosomalnego RNA: 16S, 23S, 28S i szczegółowe fakty

by

Najczęstszym rodzajem RNA obecnym w większości komórek jest rybosomalny RNA lub rRNA. Przyjrzyjmy się bliżej ich funkcjom i szczegółowym faktom na ich temat.

  • Główna funkcja rybosomu RNA to synteza białek poprzez wiązanie z mRNA i tRNA i zapewnienie prawidłowej translacji do białek.
  • Cząsteczka rRNA ma znaczne zwijanie. Jego nazwa pochodzi od tego, że łączy się z białkami, tworząc małe i duże podjednostki rybosomu.
  • Stanowi około 80% całkowitego RNA komórki.
  • Cząsteczki rRNA kontrolują katalityczne etapy syntezy białek, które obejmują łączenie aminokwasów w celu stworzenia cząsteczek białka.
  • Ze względu na swoją rolę jako katalitycznego RNA, rRNA jest często określany jako rybozym lub rybozym.
  • Wewnętrzne pętle i helisy o szczególnym trójwymiarowym kształcie rRNA, które tworzą miejsca A, P i E w rybosomie, umożliwiają mu funkcjonowanie.
  • Miejsce A wiąże przychodzące tRNA, które zostało naładowane aminokwasem, podczas gdy miejsce P służy do wiązania rozwijającego się polipeptydu. Przed opuszczeniem rybosomu tRNA tymczasowo wiąże się z miejscem E podczas tworzenia wiązań peptydowych.

Omówmy główne funkcje 23 S rybosomalnego RNA, 28 S rybosomalnego RNA, 5 S rybosomalnego RNA, 16 S rybosomalnego RNA, 18 S rybosomalnego RNA wraz z funkcją rybosomalnego RNA w translacji i syntezie białek.

23S funkcja rybosomalnego RNA

Rybosomalny RNA 23S tworzy wiązanie peptydowe podczas procesu translacji. Przyjrzyjmy się bliżej funkcji 23S rRNA.

Niektóre z głównych funkcji 23S rybosomalnego RNA są wymienione poniżej:

  • Kluczową funkcjonalną rolą rRNA w procesie translacji jest tworzenie wiązania peptydowego, które jest katalizowane głównie przez 23S rRNA.
  • Połączenia centrum transferazy peptydylowej (PTC) składa się z 23 S rRNA, głównej podjednostki (50 S) rybosomu bakteryjnego/archeańskiego o długości 2,904 nukleotydów (w E. coli).
  • W miejscu P dużej podjednostki rybosomalnej 23 miejsca S rRNA (G 2252, A 2451, U 2506 i U 2585) odgrywają kluczową rolę w wiązaniu tRNA.
  • Sześć podstawowych domen strukturalnych tworzy 23 S-podobne rybosomalne RNA (rRNA), które są utrzymywane razem przez interakcje polegające na parowaniu zasad na duże odległości. Jedną z nich, która pozostała wśród najbardziej konserwatywnych w całej ewolucji, jest domena IV, co sugeruje, że jest ona w pewnym momencie niezbędna do syntezy białek.

28S funkcja rybosomalnego RNA

28S rRNA jest jedną ze strukturalnych i fundamentalnych części wszystkich eukariontów. Omówmy szczegółowo niektóre z jego funkcji.

Niektóre z głównych funkcji 28S rybosomalnego RNA są wymienione poniżej:

  • 28S rRNA działają jako strukturalna duża podjednostka rRNA eukariotycznych rybosomów cytoplazmatycznych.
  • Geny 28 S rDNA są odpowiedzialne za produkcję 28 S rRNA. Analiza molekularna jest wykorzystywana do budowy drzew filogenetycznych z wykorzystaniem relacji sekwencji z tych genów.
  • Zazwyczaj 28S rRNA ma długość 4000-5000 nukleotydów. Stosując technikę ukrytego przerwania, niektóre eukarionty rozdzielają swój 28S RNA na dwie części przed zebraniem obu w rybosomie. 

5S funkcja rybosomalnego RNA

Wszystkie gatunki z wyjątkiem grzybów i zwierząt obejmują 5S rRNA (rybosomalny RNA). Dowiedzmy się więcej o funkcjach i faktach.

Poniżej wymieniono główne funkcje 5S rRNA:

  • 5 S rRNA jest podstawową częścią większej podjednostki rybosomalnej. Masa cząsteczkowa i długość 5S rRNA wynoszą odpowiednio około 40 kDa i 120 nukleotydów.
  • Uważa się, że stabilizując strukturę rybosomu, 5S rRNA poprawia syntezę białek.
  • 5 S rRNA był najlepszym wyborem dla molekularnego markera filogenetycznego ze względu na jego wielkość i rozległą dystrybucję, co pozwoliło Sekwencjonowanie RNA stosując techniki bezpośrednie.
  • Szybkość syntezy białek jest zmniejszona, a sprawność komórek jest bardziej niekorzystnie naruszona w Escherichia coli, gdy gen 5 S rRNA jest usunięty, niż gdy podobna liczba kopii innych (16 S i 23 S) genów rRNA jest usunięta.
  • 5 S rRNA działa jako fizyczny przetwornik informacji, umożliwiając komunikację między wieloma ośrodkami funkcjonalnymi i zarządzając licznymi procesami katalizowanymi przez rybosom.
  • Krystalograficzna badania ujawniają, że centralna wypukłość większej podjednostki i inne białka, w tym białka wiążące 5 S rRNA, biorą udział w wiązaniu tRNA.

16S funkcja rybosomalnego RNA

Mała podjednostka rybosomu bakteryjnego składa się z podjednostki 30 S, w tym 16 S rRNA. Niektóre funkcje 16 S rRNA podano poniżej.

Główne funkcje 16 S rybosomalnego RNA są wymienione poniżej:

  • 16 S rRNA w bakteriach ma 5–10 kopii, co sprawia, że ​​wykrywanie jest niezwykle czułe.
  • Wewnętrzna struktura genu 16 S rRNA składa się ze zmiennych i konserwatywnych odcinków.
  • Oddziałują one z 23S i pomagają w fuzji podjednostek rybosomalnych 50S i 30S.
  • Odwrócony SD (Sekwencja Shine-Dalgarno) sekwencja jest zawarta na końcu 3', który jest wykorzystywany do wiązania kodonu AUG mRNA (inicjacja). Zaobserwowano, że koniec 3' 16 S rRNA w połączeniu z S1 i S21 jest związany z początkiem syntezy białka.
  • Fenotypowe metody identyfikacji bakterii w mikrobiologii można szybko i niedrogo wykonać za pomocą sekwencjonowania 16 S rRNA.

18S funkcja rybosomalnego RNA

18 S rRNA jest małą podjednostką (SSU) 40 S rRNA komórki eukariotycznej. Omówmy szczegółowo jego funkcje.

Poniżej wymienione są główne funkcje 18 S rRNA:

  • Jedną z podstawowych części wszystkich komórek eukariotycznych jest 18S rRNA, który służy jako strukturalny RNA dla dość małego eukariotycznego rybosomu cytoplazmatycznego.
  • W podjednostce rybosomalnej 40S 18S rRNA służy jako aktywne miejsce syntezy białek.
  • Przyjmuje się, że wzrost 18S rRNA jest proporcjonalny do wzrostu rybosomów, co skutkuje wzrostem objętości transkrypcji RNA i syntezy białek.
  • Dalsze badania nad wpływem suplementów antyoksydacyjnych na zaćma profilaktyka może wykorzystywać 18S rRNA jako odpowiedni biomarker do śledzenia syntezy białek, w tym enzymów antyoksydacyjnych.
  • W skomplikowanych kombinacjach biologicznych, w tym w próbkach pobranych ze środowiska i jelit, sekwencjonowanie genów 18S rRNA jest często stosowane do lokalizacji, kategoryzacji i ilościowej oceny bakterii.
  • Do analizy różnorodności genetycznej i powiązań ewolucyjnych eukariontów można stworzyć drzewo filogenetyczne przy użyciu różnych eukariotycznych sekwencji genów 18S rRNA.

Funkcja rybosomalnego RNA w translacji

Każdy etap procesu translacji wymaga udziału rRNA. Przyjrzyjmy się bliżej roli rRNA w translacji.

Wymienione poniżej przedstawia główne funkcje rRNA w translacji:

  • W cytoplazmie rybosomy odczytują sekwencję nukleotydową w segmentach trzech zasad zwanych kodonami, używając informacyjnego RNA do transportu informacji genetycznej zakodowanej w DNA.
  • Ponad 60% masy rybosomów składa się z rybosomalnego RNA, który jest niezbędny dla wszystkich czynności rybosomów, w tym ułatwiania tworzenia wiązań peptydowych między dwoma aminokwasami oraz wiązania z mRNA i tRNA.
1664372961001
Struktura rybosomu przedstawiająca różne podjednostki i ich podstawowe typy rRNA.
  • Kodony są tworzone przez trojaczki nukleotydów, którymi są adenina, guanina, cytozyna i uracyl. Te cztery nukleotydy przez połączenie tworzą łącznie 64 kodony. Każdy kodon jest oznaczony pojedynczymi aminokwasami. Każdy kodon tworzy sekwencję białkową, tworząc łańcuch polipeptydowy.
  • Sekwencja Shine-Dalgarno (SD) w mRNA jest sparowana zasadami z 16 S rRNA, aby rozpocząć translację prokariotyczną.
  • Sekwencja SD ma długość 6-10 nukleotydów i jest obecna powyżej kodonu start AUG. Wiąże się z rRNA i umożliwia lokalizację kodonu start w rybosomie.
  • W wyniku tego kontaktu rekrutowana jest również większa podjednostka rybosomalna, w której pośredniczą inne białka, w wyniku czego pierwszy kodon ulega translacji.

Funkcja rybosomalnego RNA w syntezie białek

Synteza białek zachodzi w określonych miejscach w rybosomach w komórce. Omówmy funkcję rybosomalnego RNA w syntezie białek.

Główne funkcje rybosomalnego RNA w syntezie białek są wymienione poniżej:

  • Dokładna ilość rybosomów w komórce zależy od aktywności tej komórki w wytwarzaniu białek.
  • Niekodujący RNA zwany rRNA pomaga w tworzeniu rybosomów, organelli komórkowych odpowiedzialnych za syntezę białek. Po zakodowaniu rybosomalny RNA może być mały lub ogromny.
  • Po złożeniu w odpowiedniej pozycji, te małe i duże rRNA łączą siły z białkami rybosomalnymi, tworząc podjednostki rybosomalne, które są wykorzystywane do syntezy białek.
  • Poprzez interakcje z rdzeniem białka znajdujące się w rybosomach pomagają utrzymać tę strukturę.
  • W jądrze, w określonych miejscach, znanych jako jąderka, następuje translacja rybosomalnego RNA. Są to sferyczne, gęste struktury, które rozwijają się wokół genów kodujących rRNA.
  • Dzięki sekwestracji białek rybosomalnych jąderka są również niezbędne do ostatecznej syntezy rybosomów.
  • Podczas syntezy białek rRNA wiąże się zarówno z mRNA, jak i tRNA i jest kluczowym czynnikiem w określaniu, jak dobrze sekwencje mRNA ulegają translacji. 

Wnioski

Podsumowując ten post, możemy stwierdzić, że rRNA pełni wiele funkcji, ponieważ jest zróżnicowany pod względem typu. Rybosomalne RNA skupiają się głównie na syntezie białek poprzez interakcję z mRNA i tRNA. 5 S, 23 S, 16 S, 28 S występują w dużych i małych podjednostkach rybosomów komórki eukariotycznej i prokariotycznej i pełnią różne funkcje.

Przeczytaj Więcej Czy fuzję można kontrolować.

Przeczytaj także: