ПОЛИСОМЫ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ВИДЫ И ФУНКЦИИ - БИОЛОГИЯ - 2024

Полисом представляет собой группу рибосом набираемых для перевода одной и той же информационной РНК (мРНК). Эта структура более известна как полирибосома или менее распространенная эргосома.

Полисомы позволяют увеличить производство белков из тех мессенджеров, которые подвергаются одновременной трансляции несколькими рибосомами. Полисомы также участвуют в процессах ко-трансляционной укладки и в приобретении четвертичных структур вновь синтезируемыми белками.

Бактериальные полирибосомы. CNX OpenStax, через Wikimedia Commons

Полисомы вместе с так называемыми Р-тельцами и стрессовыми гранулами контролируют судьбу и функцию мессенджеров в эукариотических клетках.

Полисомы наблюдались как в прокариотических, так и в эукариотических клетках. Это означает, что этот тип макромолекулярного образования имеет долгую историю в клеточном мире. Полисома может состоять как минимум из двух рибосом на одном мессенджере, но, как правило, их больше двух.

По крайней мере, в одной клетке млекопитающего может существовать до 10 000 000 рибосом. Многие из них свободны, но большая часть связана с известными полисомами.

Общие характеристики

Рибосомы всех живых существ состоят из двух субъединиц: малой субъединицы и большой субъединицы. Маленькая субъединица рибосом отвечает за считывание информационной РНК.

Большая субъединица отвечает за линейное добавление аминокислот к растущему пептиду. Активная единица трансляции - это единица, в которой мРНК была способна рекрутировать и обеспечивать сборку рибосомы. После этого чтение триплетов в мессенджере и взаимодействие с соответствующей загруженной тРНК происходит последовательно.

Рибосомы - это строительные блоки полисом. Фактически, оба способа перевода мессенджера могут сосуществовать в одной ячейке. Если все компоненты, составляющие трансляционный аппарат клетки, будут очищены, мы найдем четыре основных фракции:

• Первый будет образован мРНК, ассоциированной с белками, с помощью которых образуются рибонуклеопротеины-мессенджеры. То есть соло-посланники.
• Второй - рибосомными субъединицами, которые, будучи разделенными, все еще не переводятся ни в какой мессенджер.
• Третий - моносомы. То есть «свободные» рибосомы связаны с какой-то мРНК.
• Наконец, самая тяжелая фракция - это полисомы. Это тот, который фактически выполняет большую часть процесса перевода

Структура эукариотических полисом

В эукариотических клетках мРНК экспортируются из ядра в виде рибонуклеопротеидов-мессенджеров. То есть мессенджер связан с различными белками, которые будут определять его экспорт, мобилизацию и трансляцию.

Среди них есть несколько, которые взаимодействуют с белком PABP, прикрепленным к полиА 3 'хвосту мессенджера. Другие, такие как комплекс CBP20 / CBP80, будут связываться с 5 'капюшоном мРНК.

Высвобождение комплекса CBP20 / CBP80 и рекрутирование субъединиц рибосомы на 5'-капоте определяют образование рибосомы.

Начинается трансляция, и новые рибосомы собираются на 5-дюймовой крышке. Это происходит ограниченное количество раз, которое зависит от каждого мессенджера и типа рассматриваемого полисома.

После этого этапа факторы элонгации трансляции, связанные с кэпом на 5'-конце, взаимодействуют с белком PABP, связанным с 3'-концом мРНК. Таким образом, образуется круг, определяемый объединением непереводимых областей посланника. Таким образом, задействуется столько рибосом, сколько позволяют длина мессенджера и другие факторы.

Связанные концы образуют круговую структуру полисом эукариот. Фдардель, через Wikimedia Commons

Другие полисомы могут иметь линейную двухрядную или спиральную конфигурацию с четырьмя рибосомами на виток. Круглая форма наиболее тесно связана со свободными полисомами.

Типы полисом и их функции

Полисомы образуются на активных единицах трансляции (первоначально моносомах) с последовательным добавлением других рибосом на той же мРНК.

В зависимости от их субклеточного расположения мы находим три различных типа полисом, каждый из которых выполняет свои собственные функции.

Свободные полисомы

Они находятся в цитоплазме свободно, без видимых ассоциаций с другими структурами. Эти полисомы транслируют мРНК, кодирующие цитозольные белки.

Полисомы, связанные с эндоплазматическим ретикулумом (ЭР)

Поскольку ядерная оболочка является продолжением эндоплазматического ретикулума, этот тип полисома также может быть связан с внешней ядерной оболочкой.

В этих полисомах транслируются мРНК, кодирующие две важные группы белков. Некоторые из них являются структурной частью эндоплазматического ретикулума или комплекса Гольджи. Другие, которые должны быть посттрансляционно модифицированы и / или перемещены внутри клетки с помощью этих органелл.

Полисомы, ассоциированные с цитоскелетом

Связанные с цитоскелетом полисомы транслируют белки с мРНК, которые асимметрично сконцентрированы в определенных субклеточных компартментах.

То есть, покидая ядро, некоторые рибонуклеопротеины-мессенджеры мобилизуются в то место, где требуется кодируемый ими продукт. Эта мобилизация осуществляется цитоскелетом при участии белков, которые связываются с полиА-хвостом мРНК.

Другими словами, цитоскелет распределяет мессенджеров по назначению. На эту судьбу указывает функция белка и то, где он должен находиться или действовать.

Регуляция посттранскрипционного молчания генов

Даже если мРНК транскрибируется, это не обязательно означает, что ее нужно транслировать. Если эта мРНК специфически разрушается в цитоплазме клетки, говорят, что экспрессия ее гена регулируется посттранскрипционно.

Есть много способов добиться этого, и один из них - с помощью так называемых генов MIR. Конечным продуктом транскрипции гена MIR является микроРНК (miRNA).

Они дополняют или частично комплементарны другим мессенджерам, трансляцию которых они регулируют (посттранскрипционное молчание). Отключение звука также может включать определенную деградацию конкретного мессенджера.

Все, что связано с трансляцией, ее компартментализацией, регуляцией и посттранскрипционным генетическим молчанием, контролируется полисомами.

Для этого они взаимодействуют с другими молекулярными макроструктурами клетки, известными как Р-тельца и стрессовые гранулы. Эти три тельца, мРНК и микроРНК, таким образом, определяют протеом, присутствующий в клетке в любой момент времени.

Ссылки

1. Афонина З.А., Широков В.А. (2018) Трехмерная организация полирибосом - современный подход. Биохимия (Москва), 83: S48-S55.
2. Акгюль Б., Эрдоган И. (2018) Внутрицитоплазматическая локализация комплексов miRISC. Границы генетики, DOI: 10.3389 / fgene.2018.00403
3. Альбертс, Б., Джонсон, А., Льюис, Дж., Рафф, М., Робертс, К. Уолтерс, П. (2014) Молекулярная биология клетки, 6- ^е издание. Гарланд Наука, Тейлор и Фрэнсис Групп. Абингдон на Темзе, Великобритания.
4. Chantarachot, T., Bailey-Serres, J. (2018) Полисомы, стрессовые гранулы и процессинговые тела: динамический триумвират, контролирующий судьбу и функцию цитоплазматической мРНК. Физиология растений 176: 254-269.
5. Эммотт, Э., Йованович, М., Славов, Н. (2018) Стехиометрия рибосом: от формы к функции. Тенденции в биохимических науках, DOI: 10.1016 / j.tibs.2018.10.009.
6. Wells, JN, Bergendahl, LT, Marsh, JA (2015) Совместная трансляционная сборка белковых комплексов. Труды биохимического общества, 43: 1221-1226.