POLYSOM: EGENSKAPER, TYPER OCH FUNKTIONER - BIOLOGI

En polysom är en grupp av ribosomer rekryterade för översättning av samma messenger RNA (mRNA). Strukturen är bättre känd som polyribosomen, eller den mindre vanliga ergosomen.

Polysomer tillåter den ökade produktionen av proteiner från de budbärare som utsätts för samtidig översättning av flera ribosomer. Polysomer deltar också i ko-translationella vikprocesser och i förvärvet av kvartära strukturer av nyligen syntetiserade proteiner.

Bakteriella polyribosomer. CNX OpenStax, via Wikimedia Commons

Polysomer, tillsammans med så kallade P-kroppar och spänningsgranuler, kontrollerar budbärarens öde och funktion i eukaryota celler.

Polysomer har observerats i både prokaryota och eukaryota celler. Detta innebär att denna typ av makromolekylär formation har en lång historia i cellvärlden. Ett polysom kan bestå av minst två ribosomer på samma budbärare, men i allmänhet finns det mer än två.

I minst en däggdjurscell kan upp till 10 000 000 ribosomer existera. Många har observerats vara fria, men en stor del är associerad i de kända polysomerna.

Generella egenskaper

Ribosomerna i alla levande saker består av två underenheter: den lilla underenheten och den stora underenheten. Den lilla subenheten av ribosomer ansvarar för att läsa messenger RNA.

Den stora underenheten ansvarar för den linjära tillsatsen av aminosyror till den framväxande peptiden. En aktiv translationell enhet är en enhet där ett mRNA har kunnat rekrytera och tillåta sammansättning av ribosomen. Efter detta fortsätter läsningen av tripletter i messenger och interaktionen med motsvarande laddade tRNA sekventiellt.

Ribosomer är byggstenarna i polysomer. I själva verket kan båda sätten att översätta en messenger samexistera i samma cell. Om alla komponenter som utgör cellens translationella maskiner renas skulle vi hitta fyra huvudfraktioner:

Den första skulle bildas av mRNA: er associerade med proteinerna med vilka budbäraribonukleoproteiner bildas. Det vill säga solo-budbärarna.
Den andra, av ribosomala underenheter, som separeras fortfarande inte översätts till någon budbärare
Den tredje skulle vara monosomer. Det vill säga de "fria" ribosomerna förknippade med en del mRNA.
Slutligen skulle den tyngsta fraktionen vara polysomen. Det här är den som faktiskt genomför det mesta av översättningsprocessen

Struktur av eukaryota polysomer

I eukaryota celler exporteras mRNA från kärnan som budbäraribonukleoproteiner. Det vill säga budbäraren är kopplad till olika proteiner som kommer att bestämma dess export, mobilisering och översättning.

Bland dem finns det flera som interagerar med PABP-proteinet som är bundet till messan polyA 3 '. Andra, såsom CBP20 / CBP80-komplexet, kommer att binda till 5'-huven på mRNA.

Frisättning av CBP20 / CBP80-komplexet och rekrytering av ribosomala underenheter på 5'-huven definierar bildningen av ribosomen.

Översättningen börjar och nya ribosomer monteras på 5-huven. Detta händer under ett begränsat antal gånger som beror på varje budbärare och typen av polysom i fråga.

Efter detta steg interagerar translationsförlängningsfaktorer associerade med locket i 5'-änden med PABP-proteinet bundet till 3'-änden av mRNA. En cirkel bildas således definierad av sammanslutningen av de icke-översättbara regionerna i messenger. Således rekryteras så många ribosomer som budbärarens längd och andra faktorer tillåter.

Bundna ändar i cirkulär struktur av eukaryota polysomer. Fdardel, via Wikimedia Commons

Andra polysomer kan anta en linjär dubbelrad eller spiralkonfiguration med fyra ribosomer per varv. Den cirkulära formen har varit mest starkt associerad med fria polysomer.

Polysomtyper och deras funktioner

Polysomer bildas på aktiva translationella enheter (initialt monosomer) med sekventiell tillsats av andra ribosomer på samma mRNA.

Beroende på deras subcellulära placering hittar vi tre olika typer av polysomer, var och en med sina egna särskilda funktioner.

Gratis polysomer

De finns fria i cytoplasma, utan uppenbara föreningar med andra strukturer. Dessa polysomer översätter mRNA: er som kodar för cytosoliska proteiner.

Endoplasmic reticulum (ER) associerade polysomer

Eftersom kärnhöljet är en förlängning av endoplasmatisk retikulum, kan denna typ av polysom också associeras med det yttre kärnhöljet.

I dessa polysomer översätts mRNA: er som kodar för två viktiga grupper av proteiner. Några, som är en strukturell del av endoplasmatisk retikulum eller Golgi-komplexet. Andra, som måste modifieras post-translationellt och / eller flyttas intracellulärt av dessa organeller.

Cytoskeletala associerade polysomer

Cytoskeletaltassocierade polysomer översätter proteiner från mRNA som är asymmetriskt koncentrerade i vissa subcellulära fack.

Det vill säga, när de lämnar kärnan, mobiliseras vissa messenger-ribonukleoproteiner till platsen där produkten de kodar krävs. Denna mobilisering utförs av cytoskeletten med deltagande av proteiner som binder till mRNA: s polyA-svans.

Med andra ord distribuerar cytoskelettet budbärarna efter destination. Detta öde indikeras av proteinets funktion och av var det måste vara bosatt eller agera.

Reglering av posttranskriptionsgen tystnad

Även om ett mRNA transkriberas betyder det inte nödvändigtvis att det måste översättas. Om detta mRNA försämras specifikt i cellcytoplasma, sägs uttrycket av dess gen att vara posttranskriptionsreglerat.

Det finns många sätt att uppnå detta, och ett av dem är genom handlingen av så kallade MIR-gener. Den slutliga produkten av transkriptionen av en MIR-gen är ett mikroRNA (miRNA).

Dessa är komplementära eller delvis komplementära till andra budbärare vars översättning de reglerar (post-transkriptionell tystnad). Tystnad kan också involvera specifik nedbrytning av en viss messenger.

Allt relaterat till översättning, dess avdelning, reglering och genetisk tystnad efter transkription kontrolleras av polysomer.

För att göra detta interagerar de med andra molekylära makrostrukturer i cellen som kallas P-kroppar och spänningsgranuler. Dessa tre kroppar, mRNA och mikroRNA, definierar således den proteom som finns i en cell vid varje given tidpunkt.

referenser

Afonina, ZA, Shirokov, VA (2018) Tredimensionell organisation av polyribosomer - En modern metod. Biochemistry (Moskva), 83: S48-S55.
Akgül, B., Erdoğan, I. (2018) Intracytoplasmisk omlokalisering av miRISC-komplex. Frontiers in Genetics, doi: 10.3389 / fgene.2018.00403
Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. Walters, P. (2014) Molecular Biology of the Cell, 6: ^e upplagan. Garland Science, Taylor & Francis Group. Abingdon on Thames, Storbritannien.
Chantarachot, T., Bailey-Serres, J. (2018) Polysomer, spänningsgranuler och bearbetningskroppar: ett dynamiskt triumvirat som kontrollerar cytoplasmatisk mRNA-öde och funktion. Växtfysiologi 176: 254-269.
Emmott, E., Jovanovic, M., Slavov, N. (2018) Ribosom-stökiometri: från form till funktion. Trends in Biochemical Sciences, doi: 10.1016 / j.tibs.2018.10.009.
Wells, JN, Bergendahl, LT, Marsh, JA (2015) Ko-translationell sammansättning av proteinkomplex. Biohemical Society Transactions, 43: 1221-1226.

POLYSOM: EGENSKAPER, TYPER OCH FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025