POLYSOM: KARAKTERISTIKA, TYPER OG FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

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

Polysomer tillader den øgede produktion af proteiner fra de messenger, der udsættes for samtidig translation af flere ribosomer. Polysomer deltager også i co-translationelle foldeprocesser og i erhvervelsen af ​​kvartære strukturer af nyligt syntetiserede proteiner.

Bakterielle polyribosomer. CNX OpenStax, via Wikimedia Commons

Polysomer kontrollerer sammen med såkaldte P-legemer og spændingskornuler skibets skæbne og funktion i eukaryote celler.

Polysomer er 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 pattedyrscelle kan der eksistere op til 10.000.000 ribosomer. Mange er blevet observeret at være frie, men en stor del er forbundet med de kendte polysomer.

Generelle karakteristika

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

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

Ribosomer er byggestenene i polysomer. Faktisk kan begge måder til at oversætte en messenger eksistere i samme celle. Hvis alle komponenter, der udgør celleens translationelle maskiner, renses, ville vi finde fire hovedfraktioner:

• Den første ville dannes af mRNA'erne, der er forbundet med de proteiner, som messenger ribonucleoproteins er dannet med. Det vil sige solo messenger.
• Den anden af ​​ribosomale underenheder, der adskilles, oversætter stadig ikke til nogen messenger
• Den tredje ville være monosomer. Det vil sige de "frie" ribosomer, der er forbundet med noget mRNA.
• Endelig ville den tyngste 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 ribonucleoproteins. Det vil sige, messenger er forbundet med forskellige proteiner, der vil bestemme dens eksport, mobilisering og translation.

Blandt dem er der adskillige, der interagerer med PABP-proteinet, der er bundet til messens polyA 3 '-hale. Andre, såsom CBP20 / CBP80-komplekset, binder sig til 5'-hætten på 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 den pågældende polysomtype.

Efter dette trin interagerer translationsforlængelsesfaktorer, der er forbundet med 5'-endestykket, med PABP-proteinet bundet til 3'-enden af ​​mRNA. En cirkel dannes således defineret af foreningen af ​​messenger, der ikke kan omsættes. Så mange rekruttere rekrutteres som messengerens længde og andre faktorer tillader det.

Afgrænsede ender i cirkulær struktur af eukaryote polysomer. Fdardel, via Wikimedia Commons

Andre polysomer kan anvende en lineær dobbelt række eller spiralkonfiguration med fire ribosomer pr. Tur. Den cirkulære form er stærkest forbundet med frie polysomer.

Typer af polysomer og deres funktioner

Polysomer dannes på aktive translationelle enheder (oprindeligt monosomer) med den sekventielle 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 mRNA'erne, der koder for cytosoliske proteiner.

Endoplasmatisk retikulum (ER) associerede polysomer

Da den nukleare konvolut er en udvidelse af den endoplasmatiske retikulum, kan denne type polysom ​​også forbindes med den ydre nukleare konvolut.

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

Cytoskeletale associerede polysomer

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

Det vil sige, når man forlader kernen, mobiliseres nogle messenger-ribonucleoproteiner til stedet, hvor det produkt, de koder, er påkrævet. Denne mobilisering udføres af cytoskelettet med deltagelse af proteiner, der binder til mRNA-polyA-halen.

Med andre ord distribuerer cytoskelettet messengerne efter destination. Denne skæbne er indikeret af proteinets funktion og af, 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 nedbrydes specifikt i cellecytoplasmaet, siges ekspressionen af ​​dets gen at være post-transkriptionelt reguleret.

Der er mange måder at opnå dette på, og en af ​​dem er gennem handlingen af ​​såkaldte MIR-gener. Det endelige produkt af transkriptionen af ​​et MIR-gen er et mikroRNA (miRNA).

Disse er komplementære eller delvis komplementære til andre messengers, hvis oversættelse de regulerer (post-transkriptionel lyddæmpning). Lyddæmpning kan også involvere specifik nedbrydning af en bestemt messenger.

Alt relateret til oversættelse, dets rumafdeling, regulering og post-transkriptionel genetisk lyddæmpning kontrolleres af polysomer.

For at gøre dette interagerer de med andre molekylære makrostrukturer i cellen kendt som P-legemer og stressgranulat. Disse tre organer, mRNA'er og mikroRNA'er, definerer således proteomet, der er til stede i en celle på et hvilket som helst givet tidspunkt.

Referencer

1. Afonina, ZA, Shirokov, VA (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, 6 ^th Edition. Garland Science, Taylor & Francis Group. Abingdon on Thames, Storbritannien.
4. Chantarachot, T., Bailey-Serres, J. (2018) Polysomer, stressgranulater og behandlingsorganer: et dynamisk triumvirat, der kontrollerer cytoplasmatisk mRNA-skæbne og funktion. Plantefysiologi 176: 254-269.
5. Emmott, E., Jovanovic, M., Slavov, N. (2018) Ribosom-støkiometri: fra form til funktion. Trends in Biochemical Sciences, doi: 10.1016 / j.tibs.2018.10.009.
6. Wells, JN, Bergendahl, LT, Marsh, JA (2015) Ko-translationel samling af proteinkomplekser. Biohemiske samfundstransaktioner, 43: 1221-1226.