Секрети життя в рибосомах бактерій
Зміст
- Основна роль Методи вивчення Метод Едмана Метод Сенгера Будова Процес трансляції Ініціація Елонгація Термінація Відмінності синтезу білка в клітинах еукаріотів Антибіотики
Вивчення основних процесів, які підтримують існування органічного життя, ведеться в різних напрямках. Левова частка досліджень припадає на молекулярної біології і мікробіологію. Як вже зараз ясно, здоров’я і життя багатоклітинних складних організмів здебільшого залежить від тих операцій, які протікають всередині клітин. Вивчення внутрішньоклітинних метаморфоз – трудомістке заняття, оскільки клітина багатоклітинного еукаріоти не може жити життям окремого організму. Життя еукаріотів вивчається, у тому числі, і на базі знань про найпростіших і бактерій. Так, рибосоми найпростіших бактерій дуже схожі і за будовою, і за функціями з ядерними клітинами.
Бактеріальна рибосома
Вивчаючи рибосоми у складі бактерій, людина отримує не тільки важливі знання про складний процес синтезу білка з амінокислот в органічній клітці, але і здобуває інструменти в боротьбі з багатьма хворобами. Саме рибосомні нуклеопротеїни бактерій дають інформацію про механізми впливу антибіотиків на патогенні мікроорганізми (віруси, бактерії і т. д.).
Основна роль
У клітці бактерії рибосома виконує функцію Формувальник молекул білка. Її будова зумовлює складний процес біосинтезу.
Суть роботи нуклеопротеида полягає в тому, що з його допомогою на базі матричних РНК, з використанням транспортних РНК, виробляються складні поліпептидні з’єднання, без яких бактеріальна клітина не може продовжувати своє існування.
Матрична і транспортна РНК не є частиною рибосоми, а містяться в цитоплазмі бактеріальної клітини.
Таким чином, у синтезі білка бере участь три клітинних структури:
Матриця;
транспортна РНК;
рибосома.
Методи вивчення
Сучасні біологічні лабораторії мають широкі можливості для вивчення клітини та її органоїдів.
У порівнянні з рибосомами еукаріот, ці органели у прокаріотів дуже дрібні. Хоча в іншому ці складові клітин і бактерій і еукаріотів дуже схожі. Вони також складаються з двох субчастиц, і сам процес синтезу білка має масу схожих механізмів.
Рибосоми прокаріотів і еукаріотів
У зв’язку з тим, що рибосомні нуклеопротеїни представляють одну з найбільш цікавих людині структурних одиниць клітини, сьогодні є достатньо методів виявлення закономірностей пристрою й функціонування цього органоида.
Одним з найбільш широко використовуваних методів виявлення нуклеопротеидов в бактеріях є рибосомальних профілінг.
Цей метод виконують наступним чином:
Руйнування бактеріальної клітини шляхом механічного впливу на неї. Хімічні реакції в даному випадку спотворять картину.
Руйнування молекул РНК, які не входять до складу рибосоми.
Видалення всіх поліпептидних залишків з тих продуктів, які були отримані в результаті руйнування.
Зворотне перетворення РНК в ДНК.
Читання амінокислотних послідовностей.
Само секвенування може реалізовуватися за допомогою декількох методів, зокрема, двох найпоширеніших.
Метод Едмана
Один з перших розроблених. Суть цього методу полягає в тому, що пептид (білок) обробляють певними реагентами, в результаті чого відбувається відщеплення амінокислоти, з якої складається білок.
Метод Сенгера
Найбільш сучасний метод. Заснований на використанні синтетичного олигонуклеотида (олігонуклеотиди складаються більш ніж з двох нуклеїнових кислот).
Використовуваний метод дозволяє ідентифікувати всі, навіть найбільш дрібні ділянки РНК, яка досліджується. Завдяки отриманню повної інформації про амінокислотах дослідники мають можливість відновлювати найбільш важливі операційні моменти біосинтезу.
Велике значення ця інформація має при дослідженні реакції бактерій на антибіотики.
Будова
На даний момент наука має переконливу кількість перевірених досвідченим шляхом відомостей про будову рибосом бактерій і еукаріотів.
Будова рибосом еукаріотів та прокаріотів
Це макромолекулярний комплекс, який складається з двох субчастиц різної величини:
Мала субчастіца;
велика субчастіца.
Мала рибосома складається з однієї Хвороби і трьох десятків різних білків. Основна функція малої субчастіци полягає в тому, щоб пов’язувати нуклеопротеїд з матричної РНК (мРНК).
Протягом всього процесу ініціації та елонгації (приєднання мономерів до ланцюга макромолекули) мала субчастіца утримує мРНК. Крім того, вона забезпечує проходження матриці через нуклеопротеоід.
Таким чином, мала субчастіца виконує генетичну функцію декодування інформації.
У великій субчастіца міститься 3 рибосомних РНК і близько 50 білкових з’єднань. Велика субчастіца з матрицею не вступає в контакт, вона відповідальна за перебіг хімічних процесів в нуклеопротеида при утворенні поліпептидних зв’язків у трансльованому поліпептиді.
Процес трансляції
Процес синтезування білка (як у бактерій, так і еукаріотів) має наступний цикл:
Ініціація;
елонгація;
термінация.
Ініціація
Ініціація починається з того, що до малої субчастіца рибосоми приєднується матрична РНК.
Якщо рибосомная макромолекула дізнається той трибуквений кодон, який є на мРНК, то відбувається приєднання антикодону тРНК.
Елонгація
Приєднань амінокислот, які принесла тРНК і просування рибосоми уздовж матриці з вивільненням молекули тРНК.
Рух по мРНК здійснюється доти, поки воно не досягає стоп-кодону, який є у всіх матрицях.
Термінація
Новостворений білок, який складається з протранслировала амінокислот, від’єднується.
У деяких випадках завершення трансляції новоствореного білка супроводжується розпадом (дисоціацією) рибосоми.
Відмінності синтезу білка в клітинах еукаріотів
Незважаючи на те, що рибосоми еукаріотів складаються з тих же структурних частин, що і в клітинах бактерій, синтез поліпептидів еукаріотів має свої особливості:
Відмінності в механізмі ініціації (впізнаванні кодонів та підборі антикодон).
Відмінності на стадії термінації. У еукаріотів в деяких випадках після завершення синтезу білка і утворення нової молекули ця молекула не відключайте, а починає ініціацію заново.
Синтез білка у прокаріотів і еукаріотів
Антибіотики
Вплив на бактерію антибіотиками найбільш згубно позначається на роботі рибосом. Антигени, які містяться в антибіотиках, інгібують всі стадії трансляції білка, в результаті чого білок не може нормально синтезуватися, у клітці припиняються всі обмінні процеси, а також процеси, пов’язані з ростом і з розмноженням організму.
(2 votes, average: 2.50 out of 5)