Слышали ли вы о клеточном разуме? Это довольно смелая научная гипотеза утверждает, что организация элементарной единицы жизни – клетки - подчиняется разумным логическим программам. Они похожи на управление человеческого организма сложнейшим органом – мозгом. Все органеллы клетки не только имеют филигранное, логически объяснимое строение, но и способны выполнять уникальные задачи. Они обеспечивают все процессы жизнедеятельности клеточной биосистемы: ее питание, рост, деление и т. д. В нашей статье мы рассмотрим такие органеллы клетки, как рибосомы. Функции их заключаются в синтезе главных органических соединений клетки – белков.
Мал, да удал
Эта народная поговорка как нельзя лучше подходит к клеточному органоиду – рибосоме. Открытая в 1953 году, она считается мельчайшей клеточной структурой, да вдобавок не имеющей мембран. То, что рибосомы так важны, можно доказать следующим простым фактом. Все без исключения клетки: животных, растений, грибов и даже безъядерных организмов - содержат огромное количество рибосом. Синтез белков, осуществляемый ими, обеспечивает клетку белками, выполняющими в ней строительную, защитную, каталитическую, сигнальную и многие другие функции.
Размеры одной органеллы не превышают 20 нм, диаметр составляет около 15 нм, а ее форма напоминает сферическую игрушку – матрешку. Каждая субъединица формируется внутри клеточного ядра, содержащего ядрышко. Это место синтеза частиц рибосомы. Остановимся на строении белоксинтезирующего аппарата клетки подробнее.
Что внутри
В состав рибосом входят две субъединицы, называемые большой и малой. Каждая из них содержит особые белки, связанные с молекулами рибонуклеиновой кислоты. Субъединицы органоида, как два пазла, сливаются в момент синтеза белков, а по его завершении разъединяются, оставаясь по отдельности в цитоплазме клетки.
Как было сказано ранее, в состав рибосом входит РНК. Большая субъединица органеллы имеет три молекулы нуклеиновой кислоты, соединенной с 35 молекулами пептидов, одна молекула РНК малой частицы связана с 20 белковыми компонентами. Ранее мы упоминали тот факт, что количество рибосом велико. Оно прямо пропорционально интенсивности процессов биосинтеза белков, протекающих в клетке. Так, у человека и большинства позвоночных наибольшее скопление органоидов наблюдается в клетках красного костного мозга и гепатоцитах – структурных единицах печени.
Белки рибосом
Протеины органеллы неоднородны по своему аминокислотному составу, поэтому каждая белковая молекула строго связывается только с определенным участком рибосомной рибонуклеиновой кислоты. Молекула РНК, образовавшаяся в ядрышке, соединяется с протеидами, находящимися в третичной конфигурации, многочисленными ковалентными связями. Здесь же, в ядрышке клеточного ядра, происходит формирование субъединиц органоида. Таким образом, в состав рибосом входят два вида полимеров, а именно белки и рибонуклеиновая кислота. Подготавливаясь к биосинтезу, рибосомы соединяются с одной молекулой информационной рибонуклеиновой кислоты, что приводит к образованию комплексной структуры – полисомы.
Количество органелл, сидящих на цепи РНК, будет соответствовать количеству одинаковых по своему аминокислотному составу молекул белка.
Трансляция
Синтетические процессы, приводящие к образованию конечного продукта – белка - входят в группу реакций ассимиляции и называются трансляцией. Какую же роль в ней играют рибосомы? Начало биосинтеза характеризуется тем, что осуществляется инициация – соединение информационной рибонуклеиновой кислоты с малой субъединицей органоида. В клеточной цитоплазме на один из конечных участков прикрепляется рибосома, что является сигналом к процессу биосинтеза. Следующая стадия, элонгация, заключается во взаимодействии рибосомы с первыми двумя частицами РНК, называемыми транспортными. Они, подобно грузовым такси, доставляют аминокислоты к органелле, которая затем передвигается вдоль полинуклеотидной цепи.
Одновременно идет связывание аминокислот между собой с помощью пептидных связей, приводящее к наращиванию белковой молекулы. Заключительная стадия – терминация, заключается в том, что по ходу движения органеллы по и-РНК ей встречается стоп-кодон, например, УАА, УГА или УАГ. В участке названных триплетов наблюдается разрыв ковалентных связей между белком и последней т-РНК. Это приводит к освобождению пептида от полисомы. Таким образом, рибосома является ведущим компонентом клетки, обеспечивающим синтез ее белков.
В нашей статье мы выяснили, какие органические полимеры входят в состав рибосом, а также определили их роль в жизнедеятельности клетки.
