Кіріспе

Жасушалық процесс Рибосомалық биогенез - рибосомаларды жасау процесі. Прокариоттарда бұл процесс цитоплазмада көптеген рибосомалық ген оперондарының транскрипциясы арқылы өтеді. Эукариоттарда цитоплазмада да, ядрода да болады. Ол үш прокариоттық немесе төрт эукариоттық рРНК синтезінде және өңдеуінде 200-ден астам белоктың үйлестірілген қызметін, сондай-ақ осы рРНК-ның рибосомалық белоктармен құрастырылуын қамтиды. Рибосомалық ақуыздардың көпшілігі әр түрлі энергияны тұтынушы ферменттер отбасыларына жатады, соның ішінде АТФ тәуелді РНК геликазалары, ААА АТФазалары, ГТФазалар және киназалар. Клетканың энергиясының 60%-ға жуығы рибосомаларды өндіруге және күтіп ұстауға жұмсалады. Рибосома биогенезі өте тығыз реттелетін процесс және ол өсім мен бөліну сияқты басқа жасушалық әрекеттермен тығыз байланысты. Кейбіреулер өмірдің пайда болуында рибосомалық биогенез клеткалардан бұрын пайда болған, ал гендер мен клеткалар рибосомалардың көбею қабілетін арттыру үшін дамыған деген болжам жасайды.

Рибосомалар

Рибосомалар - мРНК-ның ақуыздарға аударылуына жауапты макромолекулалық машиналар. Эукариоттық рибосома, 80S рибосомасы деп те аталады, екі кіші бірліктен тұрады үлкен 60S кіші бірлігі (онда 25S [өсімдіктерде] немесе 28S [сүтқоректілерде], 5.8S және 5S рРНК және 46 рибосомалық белоктар бар) және кіші 40S кіші бірлігі (онда 18S рРНК және 33 рибосомалық белоктар бар). Рибосомалық ақуыздар рибосомалық гендермен кодталады. Прокариоттық және эукариоттық рибосомаларда табылған рРНКТайпӨлшегіҮлкен суббұрыш (LSU rRNA) Кішігірім суббұрыш (SSU rRNA) прокариоттық70S50S (5S: 120 нт, 23S: 2906 нт) 30S (16S: 1542 нт) эукариоттық80S60S (5S: 121 нт, 5.8S: 156 нт, 28S: 5070 нт) 40S (18S: 1869 нт)

Прокариоттар

Рибосомалық белоктарды кодтайтын 52 ген бар, оларды прокариоттық ДНК-ның 20 оперонында табуға болады. Рибосома синтезінің реттелуі рРНК-ның өзін реттеуге байланысты. Біріншіден, аминоацил тРНК-ның азаюы прокариоттық клетканың транскрипция мен трансляцияны төмендету арқылы жауап беруіне әкеледі. Бұл бірнеше қадам арқылы жүзеге асады, біріншісі - рибосомаларға байласатын және реакцияны катализациялайтын қатаң факторлар: GTP + ATP > pppGpp + AMP γ фосфаты одан кейін алынып тасталады және ppGpp РНК полимеразаға байланады және тежеледі. Бұл байланысу рРНК транскрипциясының төмендеуіне әкеледі. РРНК- ның азаюы рибосомалық ақуыздар (r ақуыздар) трансляцияланады, бірақ оған байланатын рРНК болмайды дегенді білдіреді. Оның орнына олар теріс кері байланыс жасап, өздерінің мРНК-сына байланады, бұл r ақуыз синтезін басады. r ақуыздары мРНК-ға қарағанда, егер олар бар болса, артықшылықпен олардың қосымша рРНК-мен байланысады. Рибосомалық оперондарға РНК полимеразаның гендері мен ұзарту факторлары (РНК аудармасында пайдаланылады) жатады. Осы гендердің бір мезгілде реттелуі прокариоттардағы транскрипция мен трансляция арасындағы байланысты көрсетеді.

Эукариоттар

Эукариоттарда рибосомалық ақуыз синтезі негізгі метаболистік белсенділік болып табылады. Бұл, протеин синтезінің көпшілігі сияқты, ядроның сыртындағы цитоплазмада пайда болады. Жеке рибосомалық ақуыздар синтезделіп, ядролық тесіктер арқылы ядроға импортталады. Рибосомалық ақуыздардың ядроға өтуі туралы көбірек білу үшін ядролық импортты қараңыз. ДНК жоғары жылдамдықпен 45S рРНК гендерінің барлығын қамтитын нуклеозда транскрипцияланады. 5S рРНК-ның жалғыз ерекшелігі - ол ядродан тыс транскрипцияланады. Транскрипциядан кейін рРНК рибосомалық ақуыздармен байланысып, екі түрлі рибосомалық кіші бірліктер (үлкен және кіші) құрайды. Кейін цитозолда жиналып, жұмыс істейтін рибосоманы құрайды. Рибосомалық кіші бірліктердің ядродан сыртқа шығуы туралы көбірек мәліметтерді ядролық экспорттан қараңыз.

Өңдеу

Эукариоттық жасушалар жетілген рРНК түрлерінің үшін бірнеше қадам арқылы бірге транскрипциялайды. РРНК-ның жетілу процесі және р-белоктарды қабылдау процесі прекурсорлық рибосомалық бөлшектерде, кейде прерибосомалар деп аталады, және нуклеола, нуклеоплазма және цитоплазмада өтеді. Ашытқы, S. cerevisiae - рибосомалық биогенезді зерттеу үшін эукариоттық үлгі организм. Рибосомалардың биогенезі ядрода басталады. Онда 35S пре-РНК рибосомалық гендерден РНК полимераза I арқылы полицистронды транскрипт ретінде транскрипцияланады және рРНК-ның 18S, 5.8S және 25S суббұрыштарына өңделеді. Рибосомалық биогенез процесінің осы кезеңінде 40S пре-рибосомасы жетілген 40S субжүйегінің бас және дене құрылымдарын көрсетеді. 40S пре- рибосомасы ядродан цитоплазмаға тасымалданады. Цитоплазмалық 40S пре-рибосомасында қазір рибосомалық ақуыздар, 20s рРНК және рибосомалық емес факторлар бар. 40S суббұтағының бұғасы құрылымының соңғы түзілуі Enp1 Ltv1 Rps3 кешені мен Hrr25 киназасына қатысы бар фосфорилирлеу және дефосфорилирлеу оқиғасынан кейін пайда болады. 20S pre- rRNA-ның D- нүктесінде бөлінуі 18s- тің жетілген rRNA-сын жасайды. Бұл бөліну оқиғасы Nob1, Rio1, Rio2, Tsr1 және Fap7 сияқты рибосомалық емес факторларға тәуелді.