POLYSOM: EGENSKAPER, TYPER OG FUNKSJONER - BIOLOGI - 2026

Et polysom er en gruppe ribosomer rekruttert til oversettelse av det samme messenger-RNA (mRNA). Strukturen er bedre kjent som polyribosomet, eller det mindre vanlige ergosomet.

Polysomer tillater økt produksjon av proteiner fra de budbringere som blir utsatt for samtidig translasjon av flere ribosomer. Polysomer deltar også i ko-translasjonelle foldeprosesser og i anskaffelse av kvartærstrukturer av nylig syntetiserte proteiner.

Bakterielle polyribosomer. CNX OpenStax, via Wikimedia Commons

Polysomer kontrollerer skjebnenes og skjebnenes funksjon i eukaryote celler sammen med såkalte P-kropper og spenningskorn.

Polysomer er observert i både prokaryote og eukaryote celler. Dette betyr at denne typen makromolekylær dannelse har en lang historie i den celleformede verdenen. Et polysom ​​kan bestå av minst to ribosomer på samme messenger, men generelt er det mer enn to.

I minst en pattedyrcelle kan opptil 10.000.000 ribosomer eksistere. Mange har blitt observert å være frie, men en stor del er assosiert i de kjente polysomene.

Generelle egenskaper

Ribosomene til alle levende ting består av to underenheter: den lille underenheten og den store underenheten. Den lille underenheten av ribosomer er ansvarlig for å lese messenger-RNA.

Den store underenheten er ansvarlig for den lineære tilsetningen av aminosyrer til det begynnende peptidet. En aktiv translasjonsenhet er en enhet der et mRNA har vært i stand til å rekruttere og tillate montering av ribosomet. Etter dette går lesingen av tripletter i messenger og samspillet med den tilsvarende belastede tRNA sekvensielt.

Ribosomer er byggesteinene til polysomer. Begge måter å oversette en messenger kan faktisk eksistere i samme celle. Hvis alle komponentene som utgjør cellens translasjonsmaskineri blir renset, vil vi finne fire hovedfraksjoner:

• Den første vil bli dannet av mRNA-er som er assosiert med proteiner som messenger ribonucleoproteins er dannet med. Det vil si solo-messengerne.
• Den andre, av ribosomale underenheter, som blir skilt, oversetter fortsatt ikke til noen messenger
• Det tredje ville være monosomer. Det vil si de "frie" ribosomer assosiert med noe mRNA.
• Til slutt ville den tyngste fraksjonen være polysomene. Dette er den som faktisk utfører mesteparten av oversettelsesprosessen

Struktur av eukaryote polysomer

I eukaryote celler eksporteres mRNA fra kjernen som messenger ribonucleoproteins. Det vil si at messenger er koblet med forskjellige proteiner som vil bestemme eksport, mobilisering og translasjon.

Blant dem er det flere som samhandler med PABP-proteinet festet til polyA 3 'halen til messenger. Andre, som CBP20 / CBP80-komplekset, vil binde seg til 5'-hetten til mRNA.

Frigjøring av CBP20 / CBP80-komplekset og rekruttering av ribosomale underenheter på 5 'hetten definerer dannelsen av ribosomet.

Oversettelsen begynner og nye ribosomer settes sammen på 5-hetten. Dette skjer i et begrenset antall ganger som avhenger av hver messenger og typen polysom ​​det gjelder.

Etter dette trinnet interagerer forlengelsesfaktorer assosiert med hetten i 5'-enden med PABP-proteinet bundet til 3'-enden av mRNA. En sirkel dannes således definert av foreningen av messenger som ikke kan oversettes. Dermed rekrutteres så mange ribosomer som messengerens lengde, og andre faktorer tillater.

Bundet ender i den sirkulære strukturen til eukaryote polysomer. Fdardel, via Wikimedia Commons

Andre polysomer kan ta i bruk en lineær dobbel rad eller spiralformasjon med fire ribosomer per omdreining. Den sirkulære formen har vært sterkest assosiert med frie polysomer.

Typer polysomer og deres funksjoner

Polysomer dannes på aktive translasjonsenheter (opprinnelig monosomer) med sekvensiell tilsetning av andre ribosomer på det samme mRNA.

Avhengig av deres subcellulære beliggenhet finner vi tre forskjellige typer polysomer, som hver har sine egne spesifikke funksjoner.

Gratis polysomer

De finnes frie i cytoplasma, uten tilsynelatende assosiasjoner til andre strukturer. Disse polysomene oversetter mRNA-ene som koder for cytosoliske proteiner.

Endoplasmatisk retikulum (ER) assosierte polysomer

Siden kjernekonvolutten er en utvidelse av endoplasmatisk retikulum, kan denne typen polysom ​​også assosieres med den ytre kjernekonvolutten.

I disse polysomene blir mRNA-ene som koder for to viktige proteinergrupper oversatt. Noen, som er en strukturell del av endoplasmatisk retikulum eller Golgi-komplekset. Andre, som må modifiseres post-translasjonelt og / eller flyttes intracellulært av disse organellene.

Cytoskeletal-assosierte polysomer

Cytoskeletal-assosierte polysomer oversetter proteiner fra mRNA som er asymmetrisk konsentrert i visse subcellulære rom.

Det vil si at når jeg forlater kjernen, blir noen messenger-ribonukleoproteiner mobilisert til stedet der produktet de koder er nødvendig. Denne mobiliseringen utføres av cytoskjelettet med deltakelse av proteiner som binder seg til polyA halen av mRNA.

Cytoskelettet fordeler med andre ord budbringere etter destinasjon. Denne skjebnen indikeres av proteinets funksjon og av hvor det må oppholde seg eller handle.

Regulering av post-transkripsjonell gendemping

Selv om et mRNA blir transkribert, betyr det ikke nødvendigvis at det må oversettes. Hvis dette mRNA er spesifikt nedbrutt i cellecytoplasmaet, sies ekspresjonen av genet å være post-transkripsjonelt regulert.

Det er mange måter å oppnå dette på, og en av dem er gjennom virkningen av såkalte MIR-gener. Det endelige produktet av transkripsjonen av et MIR-gen er et mikroRNA (miRNA).

Disse er komplementære eller delvis komplementære til andre messengers hvis oversettelse de regulerer (post-transkripsjonell lyddemping). Stillhet kan også innebære spesifikk nedbrytning av en bestemt messenger.

Alt relatert til oversettelse, dets kompartementering, regulering og post-transkripsjonell genetisk lyddemping er kontrollert av polysomer.

For å gjøre dette samhandler de med andre molekylære makrostrukturer i cellen kjent som P-legemer og spenningsgranuler. Disse tre kroppene, mRNA og mikroRNA, definerer således proteinet som er til stede i en celle til enhver tid.

referanser

1. Afonina, ZA, Shirokov, VA (2018) Tredimensjonal organisering av polyribosomer - En moderne tilnærming. Biokjemi (Moskva), 83: S48-S55.
2. Akgül, B., Erdoğan, I. (2018) Intracytoplasmisk re-lokalisering av 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 Cell, 6 ^th Edition. Garland Science, Taylor & Francis Group. Abingdon on Thames, Storbritannia.
4. Chantarachot, T., Bailey-Serres, J. (2018) Polysomer, spenningsgranulater og prosesseringsorganer: et dynamisk triumvirat som kontrollerer cytoplasmatisk mRNA-skjebne og funksjon. Plantefysiologi 176: 254-269.
5. Emmott, E., Jovanovic, M., Slavov, N. (2018) Ribosom-støkiometri: fra form til funksjon. Trends in Biochemical Sciences, doi: 10.1016 / j.tibs.2018.10.009.
6. Wells, JN, Bergendahl, LT, Marsh, JA (2015) Samoversettelse av proteinkomplekser. Biohemical Society Transactions, 43: 1221-1226.