RNA ریبوزومی و زیستزایی ریبوزوم
RNA ریبوزومی قلب ساختاری و کاتالیتیکی ریبوزوم است، ماشینی که RNA پیامرسان را به پروتئین ترجمه میکند. rRNA به دور از اینکه یک داربست غیرفعال باشد، مرکز کاتالیتیکی را تشکیل میدهد که اسیدهای آمینه را به هم متصل میکند و ریبوزوم را به یک ریبوزیم تبدیل مینماید. ساخت یک ریبوزوم — زیستزایی ریبوزوم — نیازمند رونویسی، پردازش، اصلاح و تاخوردگی rRNA و مونتاژ آن با دهها پروتئین است.
Definition
RNA ریبوزومی جزء RNA ریبوزوم است که هم چارچوب ساختاری و هم فعالیت کاتالیتیکی پپتیدیل-ترانسفراز آن را فراهم میکند؛ زیستزایی ریبوزوم عبارت است از رونویسی، پردازش، اصلاح و مونتاژ هماهنگ rRNA با پروتئینهای ریبوزومی برای تشکیل زیرواحدهای عملکردی.
Scope
این موضوع نقش rRNA را به عنوان هسته ریبوزوم، فعالیت کاتالیتیکی (پپتیدیل-ترانسفراز) که فراهم میکند، و مسیر زیستزایی ریبوزوم را پوشش میدهد: رونویسی، پردازش و اصلاح rRNA، و مونتاژ زیرواحدهای کوچک و بزرگ، که بخش عمدهای از آن در هستک سازماندهی میشود. این یک منبع آموزشی-مرجع است و راهنمایی بالینی ارائه نمیدهد.
Core questions
- چرا ریبوزوم به جای یک آنزیم پروتئینی، یک ریبوزیم در نظر گرفته میشود؟
- RNA ریبوزومی چگونه رونویسی، پردازش و اصلاح میشود؟
- زیرواحدهای کوچک و بزرگ ریبوزومی چگونه از rRNA و پروتئینها مونتاژ میشوند؟
- تولید ریبوزوم چگونه با رشد سلولی هماهنگ میشود؟
Key concepts
- RNA ریبوزومی به عنوان هسته کاتالیتیکی
- مرکز پپتیدیل-ترانسفراز
- زیرواحدهای کوچک و بزرگ ریبوزومی
- رونویسی و پردازش rRNA
- اصلاح شیمیایی rRNA
- هستک به عنوان محل مونتاژ
- زیستزایی ریبوزوم و رشد سلولی
Key theories
- ریبوزوم یک ریبوزیم است
- ساختارهای با وضوح بالا از زیرواحد بزرگ ریبوزومی نشان داد که مرکز پپتیدیل-ترانسفراز از RNA تشکیل شده است، بدون وجود پروتئین در جایگاه کاتالیتیکی، که نشان میدهد خود rRNA تشکیل پیوند پپتیدی را کاتالیز میکند.
Mechanisms
بیشتر RNA ریبوزومی به عنوان یک پیشساز بلند رونویسی میشود که در بسیاری از موقعیتها شکافته، پیرایش و از نظر شیمیایی اصلاح میشود، سپس تا خورده و با پروتئینهای ریبوزومی در زیرواحدهای کوچک و بزرگ مونتاژ میگردد، فرآیندی که عمدتاً در هستک سازماندهی شده و توسط عوامل کمکی متعدد و RNAهای هستکی کوچک یاری میشود. ساختارهای اتمی زیرواحد بزرگ نشان داد که جایگاه فعال تشکیل پیوندهای پپتیدی از rRNA ساخته شده است، نه پروتئین، بنابراین ریبوزوم یک ریبوزیم است و هسته کاتالیتیکی آن خود RNA است. سپس دو زیرواحد در طول ترجمه با هم عمل میکنند، با rRNA که موقعیتیابی tRNA و کاتالیز را هماهنگ میکند. اینکه پیشسازهای rRNA میتوانند حاوی اینترونهای خود-برشدهنده باشند، شواهد اولیه را فراهم کرد که RNA میتواند شیمی پردازش خود را انجام دهد.
Clinical relevance
نقص در زیستزایی ریبوزوم زیربنای گروهی از اختلالات (ریبوزوموپاتیها) است، هستک و سنتز rRNA در رابطه با تکثیر سلولی و سرطان مورد مطالعه قرار میگیرند، و rRNA یک هدف اصلی آنتیبیوتیکها است. این مدخل آن زیستشناسی را به عنوان پیشزمینه آموزشی ارائه میدهد و مبنایی برای تشخیص یا درمان فردی نیست.
History
مکانیسم ریبوزوم که مدتها به عنوان یک ماشین کاتالیز شده توسط پروتئین یا RNA مورد بحث بود، زمانی مشخص شد که ساختارهای با وضوح اتمی زیرواحد بزرگ، تنها RNA را در مرکز پپتیدیل-ترانسفراز قرار دادند و تأیید کردند که rRNA کاتالیزور است. این امر بر اساس شناخت قبلی RNA کاتالیتیکی بنا شد و زیستزایی ریبوزوم را به عنوان ساخت یک آنزیم بزرگ مبتنی بر RNA بازتعریف کرد.
Key figures
- Thomas Steitz
- Ada Yonath
- Venkatraman Ramakrishnan
- Harry Noller
Related topics
Seminal works
- ban-2000
- nissen-2000
- kruger-1982
Frequently asked questions
- چرا ریبوزوم را ریبوزیم مینامند؟
- زیرا مرکز کاتالیتیکی آن، جایی که پیوندهای پپتیدی تشکیل میشوند، از RNA ریبوزومی ساخته شده است نه پروتئین، بنابراین خود RNA واکنش را کاتالیز میکند.
- ریبوزومها در کجای سلول مونتاژ میشوند؟
- بخش عمدهای از زیستزایی ریبوزوم — رونویسی، پردازش و مونتاژ اولیه rRNA با پروتئینها — در هستک انجام میشود، پیش از اینکه زیرواحدها به سیتوپلاسم صادر شوند.