NộI Dung
- TL; DR (Quá dài; Không đọc)
- Mô tả về Ribosome
- Sự phổ biến của Ribosome
- Ribosome là nhà máy protein
- Ai phát hiện ra Ribosome?
- Khám phá cấu trúc Ribosome
- Ribozyme là gì?
- Phân loại Ribosome theo giá trị Svedberg
- Tầm quan trọng của cấu trúc Ribosome
Ribosome được biết đến như là nhà sản xuất protein của tất cả các tế bào. Protein kiểm soát và xây dựng cuộc sống.
Do đó, ribosome rất cần thiết cho cuộc sống. Mặc dù phát hiện ra vào những năm 1950, phải mất vài thập kỷ trước khi các nhà khoa học thực sự làm sáng tỏ cấu trúc của ribosome.
TL; DR (Quá dài; Không đọc)
Ribosome, được biết đến như là nhà máy sản xuất protein của tất cả các tế bào, lần đầu tiên được phát hiện bởi George E. Palade. Tuy nhiên, cấu trúc của ribosome đã được xác định trong nhiều thập kỷ sau đó bởi Ada E. Yonath, Thomas A. Steitz và Venkatraman Ramakrishnan.
Mô tả về Ribosome
Ribosome có được tên của họ từ các ribobo của axit ribonucleic (RNA) và soma,, đó là tiếng Latin cho cơ thể.
Các nhà khoa học định nghĩa ribosome là một cấu trúc được tìm thấy trong các tế bào, một trong những tập hợp tế bào nhỏ hơn được gọi là bào quan. Ribosome có hai tiểu đơn vị, một lớn và một nhỏ. Các nucleolus tạo ra các tiểu đơn vị này, chúng khóa lại với nhau. RNA ribosome và protein (riboprotein) tạo nên một ribosome.
Một số ribosome nổi giữa các tế bào chất của tế bào, trong khi một số khác gắn vào mạng lưới nội chất (ER). Mạng lưới nội chất được gắn với ribosome được gọi là lưới nội tiết thô (RER); các lưới nội chất mịn (SER) không có ribosome kèm theo.
Sự phổ biến của Ribosome
Tùy thuộc vào sinh vật, một tế bào có thể có vài nghìn hoặc thậm chí hàng triệu ribosome. Ribosome tồn tại trong cả tế bào nhân sơ và tế bào nhân chuẩn. Chúng cũng có thể được tìm thấy trong vi khuẩn, ty thể và lục lạp. Ribosome phổ biến hơn trong các tế bào đòi hỏi tổng hợp protein liên tục, như tế bào não hoặc tụy.
Một số ribosome có thể khá lớn. Ở sinh vật nhân chuẩn, chúng có thể có 80 protein và được tạo thành từ vài triệu nguyên tử. Phần RNA của chúng chiếm phần lớn khối lượng hơn phần protein của chúng.
Ribosome là nhà máy protein
Ribosome mất codon, đó là chuỗi ba nucleotide, từ RNA thông tin (mRNA). Một codon phục vụ như một khuôn mẫu từ tế bào DNA DNA để tạo ra một loại protein nhất định. Ribosome sau đó dịch các codon và ghép chúng thành một axit amin từ chuyển RNA (tRNA). Điều này được gọi là dịch.
Ribosome có ba vị trí liên kết tRNA: một aminoacyl trang web ràng buộc (Một trang web) để gắn axit amin, một peptidyl trang web (trang web P) và một lối ra trang web (trang E).
Sau quá trình này, axit amin được dịch dựa trên chuỗi protein gọi là polypeptide, cho đến khi các ribosome hoàn thành công việc tạo ra protein. Một khi polypeptide được giải phóng vào tế bào chất, nó sẽ trở thành một protein chức năng. Quá trình này là lý do tại sao ribosome thường được định nghĩa là nhà máy protein. Ba giai đoạn sản xuất protein được gọi là bắt đầu, kéo dài và dịch mã.
Các ribosome máy móc này hoạt động nhanh chóng, tiếp giáp 200 axit amin mỗi phút trong một số trường hợp; prokaryote có thể thêm 20 axit amin mỗi giây. Protein phức tạp mất một vài giờ để lắp ráp. Ribosome tạo ra hầu hết khoảng 10 tỷ protein trong các tế bào của động vật có vú.
Protein hoàn thành có thể lần lượt trải qua những thay đổi hoặc gấp lại; cái này được gọi là sửa đổi hậu dịch. Ở sinh vật nhân chuẩn, bộ máy Golgi hoàn thành protein trước khi nó được phát hành. Khi các ribosome hoàn thành công việc của chúng, các tiểu đơn vị của chúng sẽ được tái chế hoặc tháo dỡ.
Ai phát hiện ra Ribosome?
George E. Palade lần đầu tiên phát hiện ra các ribosome vào năm 1955. Mô tả về ribosome của Palade đã mô tả chúng như các hạt tế bào chất liên kết với màng của mạng lưới nội chất. Palade và các nhà nghiên cứu khác tìm thấy chức năng của ribosome, đó là tổng hợp protein.
Francis Crick sẽ tiếp tục hình thành giáo điều trung tâm của sinh học, trong đó tóm tắt quá trình xây dựng sự sống khi DNA DNA tạo ra RNA.
Mặc dù hình dạng chung được xác định bằng hình ảnh kính hiển vi điện tử, phải mất thêm vài thập kỷ để xác định cấu trúc thực tế của ribosome. Điều này là do phần lớn kích thước tương đối lớn của các ribosome, đã ức chế việc phân tích cấu trúc của chúng ở dạng tinh thể.
Khám phá cấu trúc Ribosome
Trong khi Palade phát hiện ra ribosome, các nhà khoa học khác đã xác định cấu trúc của nó. Ba nhà khoa học riêng biệt đã phát hiện ra cấu trúc của ribosome: Ada E. Yonath, Venkatraman Ramakrishnan và Thomas A. Steitz. Ba nhà khoa học này đã được trao giải thưởng Nobel về hóa học năm 2009.
Việc phát hiện ra cấu trúc ribosome ba chiều xảy ra vào năm 2000. Yonath, sinh năm 1939, đã mở ra cánh cửa cho sự mặc khải này. Công việc ban đầu của cô trong dự án này bắt đầu vào những năm 1980. Cô đã sử dụng các vi khuẩn từ suối nước nóng để phân lập ribosome của chúng, do bản chất mạnh mẽ của chúng trong môi trường khắc nghiệt. Cô ấy đã có thể kết tinh các ribosome để chúng có thể được phân tích thông qua tinh thể học tia X.
Điều này tạo ra một mô hình các chấm trên máy dò để có thể phát hiện vị trí của các nguyên tử ribosome. Yonath cuối cùng đã tạo ra các tinh thể chất lượng cao bằng cách sử dụng tinh thể cryo, nghĩa là các tinh thể ribosome được đông lạnh để giúp chúng không bị phá vỡ.
Sau đó, các nhà khoa học đã cố gắng làm sáng tỏ góc độ góc độ cho các mô hình chấm. Khi công nghệ được cải thiện, các tinh chỉnh cho quy trình đã dẫn đến chi tiết ở cấp độ nguyên tử đơn. Steitz, sinh năm 1940, đã có thể khám phá các bước phản ứng liên quan đến nguyên tử nào, tại các kết nối của axit amin. Ông đã tìm thấy thông tin pha cho đơn vị lớn hơn ribosome vào năm 1998.
Ramakrishan, sinh năm 1952, lần lượt làm việc để giải quyết pha nhiễu xạ tia X cho bản đồ phân tử tốt. Ông tìm thấy thông tin pha cho tiểu đơn vị nhỏ hơn ribosome.
Ngày nay, những tiến bộ hơn nữa trong tinh thể học ribosome đầy đủ đã dẫn đến việc giải quyết tốt hơn các cấu trúc phức tạp của ribosome. Năm 2010, các nhà khoa học đã tinh thể hóa thành công các ribosome eukaryote 80S của Saccharomyces cerevisiae và đã có thể ánh xạ cấu trúc tia X của nó ("80S" là một loại phân loại được gọi là giá trị Svedberg; nhiều hơn về điều này trong thời gian ngắn). Điều này dẫn đến nhiều thông tin về tổng hợp và điều hòa protein.
Ribosome của các sinh vật nhỏ hơn cho đến nay đã được chứng minh là dễ làm việc nhất để xác định cấu trúc ribosome. Điều này là do bản thân các ribosome nhỏ hơn và ít phức tạp hơn. Cần nhiều nghiên cứu hơn để giúp xác định cấu trúc của các sinh vật bậc cao, ribosome, chẳng hạn như ở người. Các nhà khoa học cũng hy vọng tìm hiểu thêm về cấu trúc ribosome của mầm bệnh, để hỗ trợ trong cuộc chiến chống lại bệnh tật.
Ribozyme là gì?
Thuật ngữ ribozyme đề cập đến lớn hơn trong hai tiểu đơn vị của một ribosome. Một ribozyme có chức năng như một enzyme, do đó tên của nó. Nó phục vụ như một chất xúc tác trong lắp ráp protein.
Phân loại Ribosome theo giá trị Svedberg
Các giá trị Svedberg (S) mô tả tốc độ lắng trong máy ly tâm. Các nhà khoa học thường mô tả các đơn vị ribosome sử dụng các giá trị Svedberg. Ví dụ, prokaryote sở hữu các ribosome 70S bao gồm một đơn vị với 50S và một trong 30S.
Chúng không cộng lại vì tốc độ lắng có liên quan nhiều đến kích thước và hình dạng hơn trọng lượng phân tử. Mặt khác, tế bào nhân chuẩn có chứa ribosome 80S.
Tầm quan trọng của cấu trúc Ribosome
Ribosome rất cần thiết cho tất cả sự sống, vì chúng tạo ra các protein đảm bảo sự sống và các khối xây dựng của nó. Một số protein cần thiết cho cuộc sống của con người bao gồm huyết sắc tố trong hồng cầu, insulin và kháng thể, trong số nhiều loại khác.
Một khi các nhà nghiên cứu tiết lộ cấu trúc của ribosome, nó đã mở ra những khả năng mới để khám phá. Một con đường thăm dò như vậy là cho các loại thuốc kháng sinh mới. Ví dụ, các loại thuốc mới có thể ngăn chặn bệnh tật bằng cách nhắm mục tiêu vào các thành phần cấu trúc nhất định của các ribosome của vi khuẩn.
Nhờ cấu trúc của các ribosome được phát hiện bởi Yonath, Steitz và Ramakrishnan, các nhà nghiên cứu hiện biết các vị trí chính xác giữa các axit amin và các vị trí mà protein rời khỏi ribosome. Không tham gia vào vị trí nơi kháng sinh gắn vào ribosome mở ra độ chính xác cao hơn nhiều trong hoạt động của thuốc.
Điều này là rất quan trọng trong một thời đại khi trước đây các loại kháng sinh mạnh mẽ đã gặp phải các chủng vi khuẩn kháng kháng sinh. Do đó, việc phát hiện ra cấu trúc ribosome có tầm quan trọng rất lớn đối với y học.