Charakterystyka, rodzaje i funkcje polisomów

1279
Anthony Golden

ZA polisomowy jest to grupa rybosomów rekrutowanych do translacji tego samego informacyjnego RNA (mRNA). Struktura jest lepiej znana jako poliryboosom lub rzadziej spotykany ergosom..

Polisomy pozwalają na zwiększoną produkcję białek z tych przekaźników, które są poddawane równoczesnej translacji przez kilka rybosomów. Polisomy uczestniczą również w procesach współtranslacyjnego fałdowania oraz w nabywaniu struktur czwartorzędowych przez nowo syntetyzowane białka..

Bakteryjne polirybosomy. CNX OpenStax [CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)], za pośrednictwem Wikimedia Commons

Polisomy wraz z tak zwanymi ciałami P i ziarnistościami stresu kontrolują losy i funkcje przekaźników w komórkach eukariotycznych.. 

Obserwowano polisomy zarówno w komórkach prokariotycznych, jak i eukariotycznych. Oznacza to, że ten typ formacji makrocząsteczkowej ma długą historię w świecie komórkowym. Polisom może składać się z co najmniej dwóch rybosomów tego samego posłańca, ale generalnie jest ich więcej niż dwa.

W co najmniej jednej komórce ssaka może istnieć do 10 000 000 rybosomów. Zaobserwowano, że wiele z nich jest wolnych, ale duża część jest związana z dobrze znanymi polisomami.

Indeks artykułów

  • 1 Charakterystyka ogólna
  • 2 Struktura polisomów eukariotycznych
  • 3 Rodzaje polisomów i ich funkcje
    • 3.1 Wolne polisomy
    • 3.2 Polisomy związane z retikulum endoplazmatycznym (ER)
    • 3.3 Polisomy związane z cytoszkieletem
  • 4 Regulacja potranskrypcyjnego wyciszania genów
  • 5 Referencje

Ogólna charakterystyka

Rybosomy wszystkich żywych istot składają się z dwóch podjednostek: małej podjednostki i dużej podjednostki. Mała podjednostka rybosomów jest odpowiedzialna za odczyt informacyjnego RNA.

Duża podjednostka jest odpowiedzialna za liniowe dodawanie aminokwasów do powstającego peptydu. Aktywna jednostka translacyjna to taka, w której mRNA był w stanie rekrutować i umożliwiać składanie rybosomu. Następnie odczytywanie trójek w przekaźniku i interakcja z odpowiednim załadowanym tRNA przebiega sekwencyjnie..

Rybosomy są elementami budulcowymi polisomów. W rzeczywistości oba sposoby tłumaczenia komunikatora mogą współistnieć w tej samej komórce. Gdyby oczyścić wszystkie składniki, które składają się na maszynerię translacyjną komórki, znaleźlibyśmy cztery główne frakcje:

  • Pierwsza byłaby utworzona przez mRNA związane z białkami, z których powstają przekaźnikowe rybonukleoproteiny. To znaczy samotni posłańcy.
  • Drugi, przez podjednostki rybosomalne, które oddzielone nadal nie przekładają się na żadnego posłańca
  • Trzecia dotyczyłaby monosomów. To znaczy „wolne” rybosomy związane z jakimś mRNA.
  • Wreszcie najcięższą frakcją byłyby polisomy. To jest ten, który faktycznie wykonuje większość procesu tłumaczenia

Struktura polisomów eukariotycznych

W komórkach eukariotycznych mRNA są eksportowane z jądra jako przekaźnikowe rybonukleoproteiny. Oznacza to, że posłaniec jest sprzężony z kilkoma białkami, które będą determinować jego eksport, mobilizację i translację.. 

Wśród nich jest kilka, które oddziałują z białkiem PABP przyłączonym do ogona poliA 3 'przekaźnika. Inne, takie jak kompleks CBP20 / CBP80, będą wiązać się z kapturkiem 5 'mRNA.

Uwolnienie kompleksu CBP20 / CBP80 i rekrutacja podjednostek rybosomalnych na okapie 5 'definiuje tworzenie rybosomu. 

Rozpoczyna się tłumaczenie i nowe rybosomy są montowane na 5-metrowej masce. Dzieje się to przez ograniczoną liczbę razy, w zależności od każdego posłańca i typu danego polisomu..

Po tym etapie czynniki wydłużające translację związane z czapeczką na końcu 5 'oddziałują z białkiem PABP związanym z końcem 3' mRNA. W ten sposób tworzy się okrąg określony przez połączenie nieprzekładalnych regionów posłańca. W ten sposób rekrutowanych jest tyle rybosomów, na ile pozwala długość posłańca i inne czynniki.

Związane końce w okrągłej strukturze eukariotycznych polisomów. Fdardel [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) lub CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], za pośrednictwem Wikimedia Commons

Inne polisomy mogą przyjąć konfigurację liniową dwurzędową lub spiralną z czterema rybosomami na obrót. Okrągły kształt najsilniej kojarzy się z wolnymi polisomami.

Rodzaje polisomów i ich funkcje

Polisomy powstają na aktywnych jednostkach translacyjnych (początkowo monosomach) z sekwencyjnym dodawaniem innych rybosomów na tym samym mRNA.

W zależności od ich lokalizacji subkomórkowej, znajdujemy trzy różne typy polisomów, z których każdy ma swoje określone funkcje..

Darmowe polisomy

Występują jako wolne w cytoplazmie, bez widocznych powiązań z innymi strukturami. Te polisomy tłumaczą mRNA, które kodują białka cytozolowe.

Polisomy związane z retikulum endoplazmatycznym (ER)

Ponieważ otoczka jądrowa jest przedłużeniem retikulum endoplazmatycznego, ten typ polisomu może być również powiązany z zewnętrzną otoczką jądrową.

W tych polisomach ulegają translacji mRNA kodujące dwie ważne grupy białek. Niektóre, które są strukturalną częścią retikulum endoplazmatycznego lub kompleksu Golgiego. Inne, które muszą zostać potranslacyjnie zmodyfikowane i / lub przemieszczone wewnątrzkomórkowo przez te organelle.

Polisomy związane z cytoszkieletem

Polisomy związane z cytoszkieletem tłumaczą białka z mRNA, które są asymetrycznie skoncentrowane w pewnych przedziałach subkomórkowych.

Oznacza to, że po opuszczeniu jądra niektóre rybonukleoproteiny przekaźnikowe są mobilizowane do miejsca, w którym wymagany jest kodowany przez nie produkt. Ta mobilizacja jest przeprowadzana przez cytoszkielet przy udziale białek, które wiążą się z ogonem poliA mRNA..

Innymi słowy, cytoszkielet rozprowadza posłańców według miejsca przeznaczenia. Na ten los wskazuje funkcja białka i miejsce, w którym musi ono znajdować się lub działać..

Regulacja potranskrypcyjnego wyciszania genów

Nawet jeśli mRNA podlega transkrypcji, niekoniecznie oznacza to, że musi zostać przetłumaczone. Jeśli mRNA ulega specyficznej degradacji w cytoplazmie komórki, mówi się, że ekspresja jego genu jest regulowana potranskrypcyjnie..

Jest na to wiele sposobów, a jednym z nich jest działanie tzw. Genów MIR. Końcowym produktem transkrypcji genu MIR jest mikroRNA (miRNA).

Są one komplementarne lub częściowo komplementarne w stosunku do innych komunikatorów, których translację regulują (wyciszenie potranskrypcyjne). Wyciszanie może również wiązać się z określoną degradacją konkretnego posłańca.

Wszystko, co jest związane z translacją, jej kompartmentalizacją, regulacją i potranskrypcyjnym wyciszaniem genów jest kontrolowane przez polisomy..

Aby to zrobić, oddziałują z innymi makrostrukturami molekularnymi komórki, znanymi jako ciała P i granulki stresu. Te trzy ciała, mRNA i mikroRNA, definiują zatem proteom obecny w komórce w danym czasie..

Bibliografia

  1. Afonina, Z. A., Shirokov, V. A. (2018) Trójwymiarowa organizacja polirybosomów - nowoczesne podejście. Biochemistry (Moskwa), 83: S48-S55.
  2. Akgül, B., Erdoğan, I. (2018) Intracytoplasmic re-localization of miRISC complexes. 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 Wydanie. Garland Science, Taylor & Francis Group. Abingdon on Thames, Wielka Brytania.
  4. Chantarachot, T., Bailey-Serres, J. (2018) Polysomes, stress granules, and processing body: a dynamic triumvirate controlling cytoplazmic mRNA fate and function. Plant Physiology, 176: 254–269.
  5. Emmott, E., Jovanovic, M., Slavov, N. (2018) Ribosome stechiometry: from form to function. Trends in Biochemical Sciences, doi: 10.1016 / j.tibs.2018.10.009.
  6. Wells, J. N., Bergendahl, L. T., Marsh, J. A. (2015) Co-translational assembly of protein complexes. Biohemical Society Transactions, 43: 1221-1226.

Jeszcze bez komentarzy