Polisoma egenskaber, typer og funktioner



en polysom er en gruppe af ribosomer rekrutteret til oversættelsen af ​​det samme messenger-RNA (mRNA). Strukturen er bedre kendt som polyribosomet eller med mindre almindelige ergosomer.

Polysomerne tillader den øgede produktion af proteiner fra de budbringere, der er underlagt samtidig translation af flere ribosomer. Polysomer er også involveret i de processer af co-translationel foldning og erhvervelse kvaternære strukturer af nyligt syntetiserede proteiner.

Polysomer, sammen med såkaldte P organer og stress granulat, kontrollere skæbnen og funktion af budbringere i eukaryote celler. 

Polysomer er blevet observeret i både prokaryote og eukaryote celler. Det betyder, at denne type makromolekylære dannelse har en lang historie i den cellulære verden. Et polysom ​​kan dannes af mindst to ribosomer på samme messenger, men generelt er de mere end to.

I mindst en pattedyrcelle kan op til 10.000.000 ribosomer være til stede. Det er blevet observeret, at mange er fri, men en stor del er forbundet i de kendte polysomer.

indeks

  • 1 Generelle egenskaber
  • 2 Strukturen af ​​de eukaryote polysomer
  • 3 Typer af polysomer og deres funktioner
    • 3.1 Gratis polysomer
    • 3.2 Polysomer associeret med det endoplasmatiske retikulum (ER)
    • 3.3 Polysomer associeret med cytoskeletten
  • 4 Regulering af post-transkriptionel genetisk silencing
  • 5 referencer

Generelle egenskaber

Ribosomerne af alle levende væsener består af to underenheder: den lille underenhed og den store underenhed. Den lille underenhed af ribosomer er ansvarlig for at læse messenger RNA.

Den store underenhed er ansvarlig for den lineære tilsætning af aminosyrer til det naserende peptid. En aktiv translationsenhed er en, hvori et mRNA har været i stand til at rekruttere og tillade samling af ribosomet. Herefter fortsætter tripletlæsningen i messenger og interaktionen med det tilsvarende ladede tRNA sekventielt.

Ribosomer er arbejdsblokke af polysomer. Faktisk kan begge måder at oversætte en messenger sameksistere i samme celle. Hvis alle de komponenter, der udgør cellens translationsmaskineri, renses, ville vi finde fire hovedfraktioner:

  • Den første ville blive dannet af mRNA'erne associeret med proteinerne, med hvilke messenger-ribonukleoproteinerne dannes. Det er kun budbringere.
  • Andet, ved de ribosomale underenheder, der adskilles, oversætter stadig ikke til nogen messenger
  • Den tredje ville være monosomer. Det vil sige de "frie" ribosomer forbundet med noget mRNA.
  • Endelig ville den tyngste fraktion være polysomernes. Dette er den, der rent faktisk udfører det meste af oversættelsesprocessen

Struktur af eukaryotiske polysomer

I eukaryote celler eksporteres mRNA'erne fra kernen som messenger-ribonukleoproteiner. Det vil sige, at messenger er koblet sammen med flere proteiner, der bestemmer sin eksport, mobilisering og oversættelse. 

Blandt dem er der flere, der interagerer med PABP-proteinet bundet til messengerens polyA 3 'hale. Andre, som f.eks. CBP20 / CBP80-komplekset, vil binde til 5'-dækket af mRNA'et.

Frigivelsen af ​​komplekset CBP20 / CBP80 og rekruttering af ribosomale subunits på hætten 5'defineret ribosom formation. 

Oversættelsen er startet, og nye ribosomer monteres på 5'-hætten. Dette sker for et begrænset antal gange afhængigt af hver messenger og typen af ​​polysom ​​der er involveret.

Efter dette trin traduccción de forlængelsesfaktorer forbundet med hætten i 5'interagerer med det bundne protein PABP til 3'mRNA. Således dannes en cirkel defineret af foreningen af ​​de ikke-translaterbare regioner af messengeren. Således rekrutteres så mange ribosomer som længden af ​​messenger, og andre faktorer tillader det.

Andre polysomer kan vedtage en lineær konfiguration af dobbelt rækker eller spiral med fire ribosomer pr. Tur. Den cirkulære form er blevet stærkere forbundet med fri polysomer.

Typer af polysomer og deres funktioner

Polysomer dannes på aktive translationsenheder (i første omgang monosomer) med den sekventielle tilsætning af andre ribosomer på det samme mRNA.

Afhængig af dens subcellulære placering finder vi tre forskellige typer polysomer, der hver har sine egne og særlige funktioner.

Gratis polysomer

De er fri i cytoplasma uden tilsyneladende associationer med andre strukturer. Disse polysomer oversætter de mRNA'er, der koder for cytosoliske proteiner.

Polysomer associeret med det endoplasmatiske retikulum (ER)

Da den nukleare kuvert er en forlængelse af det endoplasmatiske retikulum, kan denne type polysom ​​også være forbundet med den ydre nukleare kappe.

I disse polysomer oversættes mRNA'erne, der koder for to vigtige grupper af proteiner. Nogle, som er en strukturel del af det endoplasmatiske retikulum eller Golgi-komplekset. Andre, som skal modificeres post-translationelt og / eller flyttes intracellulært af disse organeller.

Polysomer forbundet med cytoskelet

Polysomer associeret med cytoskeletet oversætter proteiner fra mRNA'er, der er asymmetrisk koncentreret i visse subcellulære rum.

Det vil sige, at når man forlader kernen, mobiliseres nogle messenger-ribonukleoproteiner til det sted, hvor det produkt, de kodes, er påkrævet. Denne mobilisering udføres af cytoskelettet med deltagelse af proteiner, der binder til polyA-halen af ​​mRNA'et.

Med andre ord fordeler cytoskelettet budbringerne efter destination. Den destination bestemmes af proteinets funktion og af det sted, hvor den skal opholde sig eller handle.

Regulering af post-transkriptionel genetisk silencing

Selv om et mRNA transkriberes, betyder det ikke nødvendigvis, at det skal oversættes. Hvis dette mRNA nedbrydes specifikt i den cellulære cytoplasma, siges det, at ekspressionen af ​​dets gen reguleres efter transskriptionelt.

Der er mange måder at opnå dette på, og en af ​​dem er fra virkningen af ​​de såkaldte MIR-gener. Det endelige produkt af transkriptionen af ​​et MIR-gen er et microRNA (miRNA).

Disse er komplementære eller delvist komplementære til andre budbringere, hvis oversættelse de regulerer (post-transkriptionel silencing). Silencing kan også involvere den specifikke nedbrydning af en bestemt messenger.

Alt relateret til oversættelse, dets compartmentalisering, regulering og med post-transkriptionel genetisk silencing styres af polysomerne.

Til dette interagerer de med andre molekylære makrostrukturer af cellen kendt som P-legeme og stressgranuler. Disse tre organer, mRNA og microRNA definerer således proteomet til stede i en celle på et givet tidspunkt.

referencer

  1. Afonina, Z. A., Shirokov, V. A. (2018) Tredimensionel organisation af polyribosomer - En moderne tilgang. Biochemistry (Moscow), 83: S48-S55.
  2. Akgül, B., Erdoğan, I. (2018) Intracytoplasmisk re-lokalisering af miRISC-komplekser. Grænser i genetik, doi: 10.3389 / fgene.2018.00403
  3. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., Walters, P. (2014) Molekylærbiologi af cellen, 6th Edition. Garland Science, Taylor & Francis Group. Abingdon on Thames, Storbritannien.
  4. Chantarachot, T., Bailey-Serres, J. (2018) Polysomer, stress granulater og forarbejdning organer: en dynamisk triumvirat kontrollerende cytoplasmatisk mRNA skæbne og funktion. Plant Physiology, 176: 254-269.
  5. Emmott, E., Jovanovic, M., Slavov, N. (2018) Ribosomstøkiometri: fra form til funktion. Trends in Biochemical Sciences, doi: 10.1016 / j.tibs.2018.10.009.
  6. Wells, J. N., Bergendahl, L.T., Marsh, J.A. (2015) Co-translational samling af proteinkomplekser. Biohemical Society Transactions, 43: 1221-1226.