تركيب الريبوسوم ووظيفته

آلة البروتين النووي الريبوزي ذات الوحدتين الفرعيتين التي تفك شفرة الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) وتشكل الروابط الببتيدية — وهو ريبوزيم في قلب كل خلية.

Definition

الريبوسوم هو معقد البروتين النووي الريبوزي الكبير ذو الوحدتين الفرعيتين الذي يقوم بعملية الترجمة، ويوفر المواقع التي تفك شفرة كودونات mRNA مقابل مضادات كودونات tRNA، والمركز التحفيزي الذي يربط الأحماض الأمينية في عديد ببتيد.

Scope

يغطي هذا الموضوع بنية الريبوسوم وكيفية قيام هذا التركيب بعملية الترجمة. ويتناول الوحدتين الفرعيتين الصغيرة والكبيرة، ومكوناتهما من الحمض النووي الريبوزي الريبوسومي والبروتينات، ومواقع ربط الحمض النووي الريبوزي الناقل (tRNA) من النوع A و P و E، ومركز فك الشفرة، ومركز ناقلة الببتيديل. ويُبرز الريبوسوم كعامل حفاز قائم على الحمض النووي الريبوزي؛ وتُعالَج الآليات التدريجية للبدء والاستطالة والإنهاء في موضوع مصاحب.

Core questions

• مما تتكون الوحدتان الفرعيتان للريبوسوم وماذا تفعل كل منهما؟
• أين يرتبط mRNA و tRNA على الريبوسوم؟
• كيف يضمن الريبوسوم اختيار tRNA الصحيح؟
• ما هو الجزء من الريبوسوم الذي يحفز تكوين الرابطة الببتيدية؟

Key theories

الريبوسوم هو ريبوزيم

يتم تحفيز تكوين الرابطة الببتيدية بواسطة الحمض النووي الريبوزي الريبوسومي بدلاً من البروتين، مما يجعل الريبوسوم إنزيمًا ريبوزيًا ويدعم فكرة أن التحفيز القائم على الحمض النووي الريبوزي سبق الإنزيمات البروتينية.

التقسيم الوظيفي للمواقع

يحدث فك الشفرة في الوحدة الفرعية الصغيرة بينما يحدث التحفيز في الوحدة الفرعية الكبيرة، وتنظم المواقع A و P و E دخول الحمض النووي الريبوزي الناقل، وحمل الببتيد، وخروجه بينما يتحرك الريبوسوم على طول الرسالة.

Mechanisms

ترتبط الوحدة الفرعية الصغيرة بـ mRNA وتضم مركز فك الشفرة، حيث يتم مراقبة اقتران الكودون ومضاد الكودون بحيث يتم قبول الحمض النووي الريبوزي الناقل الأميني الصحيح فقط. تحتوي الوحدة الفرعية الكبيرة على مركز ناقلة الببتيديل، المكون من الحمض النووي الريبوزي الريبوسومي، والذي يحفز تكوين الرابطة الببتيدية، ونفق الخروج الذي تخرج من خلاله السلسلة الوليدة. تتحرك جزيئات الحمض النووي الريبوزي الناقل عبر المواقع A (الأمينوأسيل)، و P (الببتيديل)، و E (الخروج) بينما ينتقل الريبوسوم كودونًا بكودون، منسقًا فك الشفرة مع تكوين الرابطة.

Clinical relevance

تُستغل الاختلافات الهيكلية بين الريبوسومات البكتيرية وحقيقية النواة من قبل العديد من المضادات الحيوية ذات الأهمية السريرية، وتسبب عيوب الريبوسوم مجموعة من الاضطرابات؛ تُقدم هذه المعلومات كأهمية، وليست إرشادات سريرية.

History

حددت عقود من الكيمياء الحيوية الوحدات الفرعية للريبوسوم ومحتواه من الحمض النووي الريبوزي؛ وكشفت الهياكل البلورية عالية الدقة حوالي عام 2000 عن البنية الذرية وأظهرت أن المركز التحفيزي هو الحمض النووي الريبوزي، وهو عمل حائز على جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2009.

Key figures

• Ada Yonath
• Venkatraman Ramakrishnan
• Thomas Steitz

Seminal works

• watson2013
• lodish2016

Frequently asked questions

لماذا يسمى الريبوسوم ريبوزيمًا؟

لأن مركزه التحفيزي، الذي يشكل الروابط الببتيدية، يتكون من الحمض النووي الريبوزي الريبوسومي بدلاً من البروتين، وبالتالي فإن جزيء الحمض النووي الريبوزي يقوم بالتحفيز.

ما هي المواقع A و P و E؟

ثلاثة مواقع لربط الحمض النووي الريبوزي الناقل على الريبوسوم: يستقبل الموقع A الحمض النووي الريبوزي الناقل الأميني الوارد، ويحتفظ الموقع P بالببتيد المتنامي، والموقع E هو المكان الذي يخرج منه الحمض النووي الريبوزي الناقل المستخدم.