Charakterystyka, rodzaje i funkcje polisomii



A polisome jest grupą rybosomów rekrutowanych do translacji tego samego RNA informacyjnego (mRNA). Struktura jest lepiej znana jako polirybosom lub z mniej powszechnym ergosomem.

Polisomy umożliwiają zwiększoną produkcję białek od tych posłańców, którzy podlegają jednoczesnemu tłumaczeniu przez kilka rybosomów. Polisomy biorą również udział w procesach fałdowania ko-translacyjnego i nabywania struktur czwartorzędowych przez nowo syntetyzowane białka.

Polisomy wraz z tak zwanymi ciałami P i granulkami stresu kontrolują los i funkcję przekaźników w komórkach eukariotycznych. 

Polisomy obserwowano zarówno w komórkach prokariotycznych, jak i eukariotycznych. Oznacza to, że ten typ formacji makromolekularnej ma długą historię w świecie komórkowym. Polisom może być utworzony przez co najmniej dwa rybosomy na tym samym przekaźniku, ale generalnie są one więcej niż dwa.

W co najmniej jednej komórce ssaczej może występować do 10 000 000 rybosomów. Zaobserwowano, że wiele jest wolnych, ale duża część jest związana ze znanymi polisomami.

Indeks

  • 1 Ogólna charakterystyka
  • 2 Struktura polisomów eukariotycznych
  • 3 Rodzaje polisomów i ich funkcje
    • 3.1 Darmowe polisomy
    • 3.2 Polisomy związane z retikulum endoplazmatycznym (ER)
    • 3.3 Polisomy związane z cytoszkieletem
  • 4 Regulacja posttranskrypcyjnego wyciszania genetycznego
  • 5 referencji

Ogólna charakterystyka

Rybosomy wszystkich żywych istot składają się z dwóch podjednostek: małej podjednostki i dużej podjednostki. Mała podjednostka rybosomów odpowiada za odczyt informacyjnego RNA.

Duża podjednostka odpowiada za liniowe dodawanie aminokwasów do powstającego peptydu. Aktywna jednostka translacyjna to taka, w której mRNA był zdolny do rekrutacji i umożliwienia składania rybosomu. Następnie odczyt tripletu w przekaźniku i interakcja z odpowiednim naładowanym tRNA przebiega sekwencyjnie.

Rybosomy są roboczymi blokami polisomów. W rzeczywistości oba sposoby tłumaczenia posłańca mogą współistnieć w tej samej komórce. Gdyby wszystkie składniki składające się na maszynę translacyjną komórki zostały oczyszczone, znaleźlibyśmy cztery główne frakcje:

  • Pierwszy byłby tworzony przez mRNA związane z białkami, z którymi tworzą się rybonukleoproteiny przekaźnikowe. To znaczy, tylko posłańcy.
  • Po drugie, przez podjednostki rybosomalne, rozdzielenie wciąż nie przekłada się na żadnego posłańca
  • Trzeci byłby monosomów. To znaczy „wolne” rybosomy związane z pewnym mRNA.
  • Ostatecznie najcięższą frakcją byłby polisom. To jest ten, który faktycznie wykonuje większość procesu tłumaczenia

Struktura polisomów eukariotycznych

W komórkach eukariotycznych mRNA są eksportowane z jądra jako rybonukleoproteiny przekaźnikowe. Oznacza to, że posłaniec jest połączony z kilkoma białkami, które decydują o jego eksporcie, mobilizacji i tłumaczeniu. 

Wśród nich jest kilka, które oddziałują z białkiem PABP związanym z ogonem poliA 3 'przekaźnika. Inne, takie jak te z kompleksu CBP20 / CBP80, będą wiązać się z czapeczką 5 'mRNA.

Uwolnienie kompleksu CBP20 / CBP80 i rekrutacja podjednostek rybosomalnych na kapturze 5 'definiują tworzenie rybosomu. 

Tłumaczenie rozpoczyna się i nowe rybosomy są składane na kapturze 5 '. Dzieje się tak przez ograniczoną liczbę razy w zależności od każdego komunikatora i rodzaju zaangażowanego polisomu.

Po tym etapie czynniki wydłużające translację związaną z kapturem na końcu 5 'oddziałują z białkiem PABP przyłączonym do końca 3' mRNA. W ten sposób powstaje okrąg zdefiniowany przez połączenie nieprzetłumaczalnych obszarów posłańca. W ten sposób rekrutuje się tyle rybosomów, ile długości posłańca, i pozwalają na to inne czynniki.

Inne polisomy mogą przyjąć liniową konfigurację podwójnych rzędów lub spiralę z czterema rybosomami na obrót. Okrągła forma została silniej powiązana z wolnymi polisomami.

Rodzaje polisomów i ich funkcje

Polisomy powstają na aktywnych jednostkach translacyjnych (początkowo monosomach) z sekwencyjnym dodawaniem innych rybosomów na tym samym mRNA.

W zależności od lokalizacji subkomórkowej znajdujemy trzy różne typy polisomów, z których każdy ma swoje własne i szczególne funkcje.

Darmowe polisomy

Są wolne w cytoplazmie, bez wyraźnych skojarzeń z innymi strukturami. Polisomy te tłumaczą mRNA kodujące białka cytozolowe.

Polisomy związane z siateczką endoplazmatyczną (ER)

Ponieważ otoczka jądrowa jest przedłużeniem retikulum endoplazmatycznego, ten typ polisomu może być również związany z zewnętrzną otoczką jądrową.

W polisomach tych ulegają translacji mRNA kodujące dwie ważne grupy białek. Niektóre, które są strukturalną częścią siateczki endoplazmatycznej lub kompleksu Golgiego. Inne, które muszą być zmodyfikowane post-translacyjnie i / lub przeniesione wewnątrzkomórkowo przez te organelle.

Polisomy związane z cytoszkieletem

Polisomy związane z cytoszkieletem tłumaczą białka z mRNA, które są asymetrycznie skoncentrowane w pewnych przedziałach subkomórkowych.

Oznacza to, że opuszczając jądro, niektóre rybonukleoproteiny przekaźnikowe są mobilizowane do miejsca, w którym wymagany jest produkt, który kodują. Ta mobilizacja jest przeprowadzana przez cytoszkielet z udziałem białek, które wiążą się z ogonem poliA mRNA.

Innymi słowy, cytoszkielet rozprowadza posłańców według miejsca przeznaczenia. To miejsce przeznaczenia jest wskazane przez funkcję białka i miejsce, w którym musi się ono znajdować lub działać.

Regulacja posttranskrypcyjnego wyciszania genetycznego

Nawet jeśli transkrybuje się mRNA, niekoniecznie oznacza to, że musi zostać przetłumaczony. Jeśli ten mRNA jest specyficznie rozkładany w cytoplazmie komórkowej, mówi się, że ekspresja jego genu jest regulowana po transkrypcji.

Jest wiele sposobów osiągnięcia tego, a jeden z nich wynika z działania tak zwanych genów MIR. Końcowym produktem transkrypcji genu MIR jest mikroRNA (miRNA).

Są one komplementarne lub częściowo komplementarne do innych posłańców, których tłumaczenie regulują (wyciszanie po transkrypcji). Wyciszenie może również obejmować specyficzną degradację konkretnego posłańca.

Wszystko, co jest związane z tłumaczeniem, jego kompartmentalizacją, regulacją i genetycznym wyciszeniem po transkrypcji, jest kontrolowane przez polisomy.

W tym celu oddziałują z innymi makrostrukturami molekularnymi komórki znanymi jako ciała P i granulki stresu. Te trzy ciała, mRNA i mikroRNA, definiują w ten sposób proteom obecny w komórce w danym czasie.

Referencje

  1. Afonina, Z. A., Shirokov, V. A. (2018) Trójwymiarowa organizacja poliribosomów - nowoczesne podejście. Biochemistry (Moscow), 83: S48-S55.
  2. Akgül, B., Erdoğan, I. (2018) Wewnątrzytoplazmatyczna zmiana lokalizacji kompleksów miRISC. 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 the cell, 6th Edycja. Garland Science, Taylor & Francis Group. Abingdon on Thames, Wielka Brytania.
  4. Chantarachot, T., Bailey-Serres, J. (2018) Polysomy, granulki stresu i ciała przetwarzające: dynamiczny triumwirat kontrolujący los i funkcję cytoplazmatycznego mRNA. Plant Physiology, 176: 254-269.
  5. Emmott, E., Jovanovic, M., Slavov, N. (2018) Stechiometria rybosomów: od formy do funkcji. Trendy w naukach biochemicznych, doi: 10.1016 / j.tibs.2018.10.009.
  6. Wells, J.N., Bergendahl, L.T., Marsh, J.A. (2015) Ko-translacyjne połączenie kompleksów białkowych. Biohemical Society Transactions, 43: 1221-1226.