Ribozom Yapısı ve İşlevi
Ribozom, haberci RNA'yı okuyarak protein sentezini gerçekleştiren büyük bir ribonükleoprotein makinesidir. Ribozomal RNA ve birçok proteinin iki alt birimde düzenlenmesiyle oluşmakta olup, hem kodonları deşifre etmekte hem de peptid bağı oluşumunu katalize etmektedir.
Tanım
Ribozom, küçük alt birimi haberci RNA kodonlarını deşifre eden ve büyük alt birimi ribozomal RNA'sı aracılığıyla peptid bağı oluşumunu katalize eden iki alt birimli bir ribonükleoprotein kompleksidir; bu da ribozomu bir ribozim yapmaktadır.
Kapsam
Bu konu, ribozomun iki alt birimli mimarisini, ribozomal RNA ve protein bileşimini, küçük alt birimdeki deşifre merkezini (decoding centre) ve büyük alt birimdeki peptidil transferaz merkezini, A, P ve E transfer RNA bölgelerini ve katalizin RNA tarafından gerçekleştirildiği bulgusunu kapsamaktadır. Bu, yapısal ve mekanistik bir konu olup, klinik bir rehberlik niteliği taşımamaktadır.
Temel sorular
- Ribozomun bileşenleri ve genel mimarisi nelerdir?
- Deşifre ve peptid bağı oluşumu nerede gerçekleşir?
- Ribozom neden bir ribozim olarak kabul edilir?
- Bakteriyel ve ökaryotik ribozomlar nasıl farklılık gösterir?
Anahtar kavramlar
- Küçük ve büyük ribozomal alt birimler
- Ribozomal RNA (rRNA) ve ribozomal proteinler
- Deşifre merkezi (küçük alt birim)
- Peptidil transferaz merkezi (büyük alt birim)
- A, P ve E transfer RNA bölgeleri
- Polizomlar
- Antibiyotik bağlanma bölgeleri
Temel kuramlar
- Ribozom bir ribozimdir
- Büyük alt birimin atomik yapıları, katalitik bölgede protein yan zincirlerinin bulunmadığını göstermiş, bu da ribozomal RNA'nın peptidil transferaz merkezini oluşturduğunu ve peptid bağı oluşumunu katalize ettiğini işaret etmektedir.
Mekanizmalar
Ribozom, haberci RNA'yı bağlayan ve deşifre merkezinde kodon-antikodon eşleşmesini izleyen küçük bir alt birimden ve peptidil transferaz merkezini ile yeni oluşan zincirin çıktığı bir tüneli barındıran büyük bir alt birimden oluşmaktadır. Transfer RNA'lar, her iki alt birimi de kapsayan aminoaçil (A), peptidil (P) ve çıkış (E) olmak üzere üç bölgeyi işgal etmekte ve ribozom uzayıp translokasyon yaparken bu bölgeler arasında hareket etmektedir. Bakteriyel alt birimlerin ve tam ribozomların, daha sonra ise ökaryotik ribozomun yüksek çözünürlüklü yapıları, ribozomal RNA'nın hem deşifre hem de katalitik merkezleri oluşturduğunu ortaya koymuş, böylece ribozomu RNA tabanlı bir makine olarak konumlandırmıştır; bu yapıların birçoğu ayrıca antibiyotiklerin bağlandığı yerleri de haritalandırmıştır. Birden fazla ribozom, bir haberci RNA'yı eş zamanlı olarak çevirerek polizomlar oluşturabilmektedir.
Klinik önem
Çok sayıda klinik olarak önemli antibiyotik bakteriyel ribozomlara bağlanıp onları inhibe ettiğinden ve ribozom biyogenezindeki kusurlar ribozomopatiler olarak bilinen bir grup rahatsızlığa neden olduğundan, ribozom yapısı antimikrobiyal farmakoloji ve belirli hastalıklar için merkezi bir öneme sahiptir. Bu madde, yapı ve işlevi açıklamakta olup, bireysel tanı veya tedavi kararları için bir temel oluşturmamaktadır.
Kanıt ve kılavuzlar
Burada özetlenen yapısal tablo, bakteriyel ve ökaryotik ribozomların X-ışını kristalografik ve kriyo-elektron mikroskobu çalışmaları üzerine kurulmuş olup, başlıca derleme literatüründe pekiştirilmiştir.
Tarihçe
Ribozomlar, yirminci yüzyılın ortalarında protein sentezinin yapıldığı yerler olarak tanımlanmıştır, ancak ayrıntılı mimarileri ancak 2000 yılı civarında, büyük ve küçük bakteriyel alt birimlerin ve ardından mRNA ve tRNA ile birlikte tam 70S ribozomun kristal yapılarının çözülmesiyle ortaya çıkmıştır. Ökaryotik ribozom 2011 yılında yüksek çözünürlükte çözümlenmiş olup, kriyo-elektron mikroskopisindeki gelişmeler o zamandan beri ribozomu birçok fonksiyonel durumda görüntülemiştir.
Öne çıkan isimler
- Thomas Steitz
- V. Ramakrishnan
- Ada Yonath
- Marat Yusupov
- Joachim Frank
İlgili konular
Temel eserler
- nissen-2000
- carter-2000
- selmer-2006
- ben-shem-2011
Sıkça sorulan sorular
- Ribozom neyden oluşur?
- Ribozom, ribozomal RNA ve birçok ribozomal proteinin iki alt birim halinde düzenlenmesiyle oluşmaktadır; RNA hem deşifre merkezini hem de katalitik peptidil transferaz merkezini oluşturmaktadır.
- Birçok antibiyotik neden ribozomu hedef alır?
- Bakteriyel ribozomlar, insan ribozomlarından yeterince farklılık gösterdiğinden, ilaçlar bakteriyel ribozom üzerindeki fonksiyonel bölgelere bağlanarak protein sentezini seçici olarak bloke edebilmektedir; bu nedenle ribozom önemli bir antibiyotik hedefidir.