ЭтикетПриродаПсихологияИменаСтихиЗагадкиЁжефоткиЕщё ▾
РассказыБессмыслицыХозяюшкаЗдоровье

Рибосомы

 ← Поделиться

Рибосомы — это мельчайшие внутриклеточные частицы, осуществляющие биосинтез белка (см. Трансляция).

Белки, составляющие важнейшую часть любого организма, непрерывно обновляются в процессе его жизнедеятельности. Например, белки печени у человека обновляются наполовину за 10 суток, у ребенка ежедневно синтезируется около 100 г белков. Самое поразительное, что при образовании каждого белка с абсолютной точностью воспроизводится его первичная структура, каждая аминокислота находит отведенное ей место в полипептидной цепи. Как же достигается такая необыкновенная точность сборки огромных белковых молекул, состоящих из десятков и сотен аминокислотных остатков? Это происходит благодаря рибосомам, которые обнаружены в клетках всех без исключения организмов.

Эти субклеточные частицы имеют размер всего 20 нм. После того как было установлено, что они состоят приблизительно наполовину из рибонуклеиновой кислоты — РНК (см. Нуклеиновые кислоты) и наполовину из белка, их и назвали рибосомами, т. е. тельцами, содержащими РНК.

В каждой клетке содержится от десятков тысяч до миллионов рибосом. Часть их находится в свободном состоянии, но в клетках эукариот большинство рибосом прикреплено к мембранам эндоплазматической сети клетки. Здесь они часто образуют полирибосомы, содержащие от нескольких рибосом до десятков их. Полирибосомы возникают в результате того, что несколько рибосом присоединяются к одной молекуле информационной РНК (иРНК), несущей информацию о первичной структуре белка. Таким образом в каждой полирибосоме сразу синтезируется несколько молекул белка.

Сборка полипептидных цепей белков осуществляется непосредственно в рибосомах, настоящих фабриках белка в клетке. Рибосомы, как машины молекулярных размеров, штампуют различные белки с огромной скоростью — одна белковая молекула средних размеров в минуту.

Лучше всего изучены рибосомы одной из бактерий — кишечной палочки. Ее рибосомы получают в чистом виде при помощи ультрацентрифугирования тонко измельченных бактериальных клеток. Сначала оседают крупные частицы, которые удаляют. Затем при очень больших скоростях вращения осаждаются рибосомы. Скорость их оседания 70 S (S — единица Сведберга, характеризующая скорость оседания).

Рибосомы 70 S можно разделить на субчастицы, размер которых характеризуют скоростью их оседания: 30 S и 50 S. В каждой субчастице, как и в полной рибосоме, равное весовое количество РНК и белка. В 30 S субчастице одна молекула РНК с молекулярной массой 0,5 млн. (~1500 нуклеотидных остатков), а в 50 S одна молекула РНК с молекулярной массой около 1 млн. (~3 тыс. нуклеотидных остатков) и еще маленькая молекула РНК (5 S), состоящая всего из 120 нуклеотидных остатков.

Схема организации рибосомы 70S кишечной палочки.Схема организации рибосомы 70S кишечной палочки: а — по представлениям, сложившимся в 60-е гг. на основании электронно-микроскопических наблюдений, субчастица 30S выглядела, как шапочка, одетая на почти сферическую субчастицу 50S; б — согласно результатам электронно-микроскопического изучения В. Д. Васильевым высушенных рибосом (1974). Видно, что субчастица SOS палочковидная и составлена из головки и тела, а субчастнца 50S имеет впадину, в которой располагается малая субчастица: в — по данным группы немецкого ученого Г. Виттмана (1977), субчастица 50S имеет два малых и один большой выступ, а также углубление, в котором располагается палочковидная, но более сложной морфологии субчастица 30S: г — по данным группы американского исследователя Дж. Лейка (1974 — 1977), субчастица 50S имеет пальцевидный выступ. В трех последних моделях (В. Д. Васильева, Г. Виттмана и Дж. Лейка) при образовании рибосомы 70S между субчастицамн 30S и 50S возникает отверстие (зазор), предназначенное, как полагают, для размещения молекулы информационной РНК.
Модель вторичной структуры рибосомальной РНК, содержащейся в малой субчастице рибосом.Модель вторичной структуры рибосомальной РНК, содержащейся в малой субчастице рибосом: А, У, Г, И — полностью консервативные (неизменные) области; 1-4 — постоянные домены (структурно и функционально обособленные области); А-Ж — вариабельные домены (в скобках указаны пределы изменения числа нуклеотидных остатков в них в зависимости от источника выделения рибосом).
Схематическое изображение третичных структур некоторых рибосомальных белков.Схематическое изображение третичных структур некоторых рибосомальных белков. S6, S8, S15, S16 и S17 — белки малой (small — отсюда индекс S) субчастицы (30S) рибосомы кишечной палочки; L7 — белок большой (large — отсюда индекс L) субчастицы (50S) рибосомы кишечной палочки; N и С — N-концевая и С-концевая аминокислоты в полипептидных цепях рибосомальных белков; α-спиральные участки полипептидных цепей изображены в виде цилиндров, β-структуры — в виде стрелок (см. Белки).
Пространственная структура субчастицы 30S рибосомы кишечной пилочки.Пространственная структура субчастицы 30S рибосомы кишечной пилочки: слева — объемная модель субчастицы 30S; справа — объемная модель (третичная структура) рибосомной РНК (М= 500 тыс.), содержащейся в этой субчастице, с расположенными на ней белками.
↑ Наверх