Polisom egenskaper, typer och funktioner



en polysom är en grupp av ribosomer som rekryteras för översättningen av samma messenger-RNA (mRNA). Strukturen är bättre känd som polyribosomen, eller med mindre vanliga ergosom.

Polysomerna tillåter ökad produktion av proteiner från de budbärare som är föremål för simultan translation av flera ribosomer. Polysomer deltar även i processerna för samtranslationell vikning och vid förvärv av kvaternära strukturer av nyligen syntetiserade proteiner.

Polysomer, tillsammans med de så kallade P-kropparna och stresskornen, kontrollerar ödet och funktionen hos budbärare i eukaryota celler. 

Polysomer har observerats i både prokaryota och eukaryota celler. Detta innebär att denna typ av makromolekylär bildning har en lång historia i cellvärlden. Ett polysom ​​kan bildas av minst två ribosomer på samma budbärare, men i allmänhet är de mer än två.

I minst en däggdjurscell kan upp till 10.000.000 ribosomer vara närvarande. Det har observerats att många är fria, men en stor del är associerad i kända polysomer.

index

  • 1 Allmänna egenskaper
  • 2 struktur av eukaryotiska polysomer
  • 3 Typer av polysomer och deras funktioner
    • 3.1 Gratis polysomer
    • 3.2 Polysomer associerade med endoplasmatisk retikulum (ER)
    • 3.3 Polysomer associerade med cytoskeletten
  • 4 Reglering av post-transkriptionell genetisk tystning
  • 5 referenser

Allmänna egenskaper

Ribosomen i alla levande varelser består av två underenheter: den lilla underenheten och den stora underenheten. Den lilla subenheten av ribosomer är ansvarig för att läsa messenger RNA.

Den stora subenheten är ansvarig för den linjära tillsatsen av aminosyror till den kommande peptiden. En aktiv translationsenhet är en i vilken ett mRNA har kunnat rekrytera och tillåta sammansättningen av ribosomen. Därefter fortskrider triplettläsningen i budbäraren och interaktionen med motsvarande laddade tRNA sekventiellt.

Ribosomer är arbetsblocken av polysomer. Faktum är att båda sätten att översätta en budbärare kan samexistera i samma cell. Om alla komponenter som utgör cellens translationella maskiner renas skulle vi hitta fyra huvudfraktioner:

  • Den första skulle bildas av mRNA associerade med proteinerna med vilka messenger ribonukleoproteiner bildas. Det är budbärare ensamma.
  • Den andra, genom de ribosomala underenheterna, som separeras, översättar fortfarande inte till någon budbärare
  • Den tredje skulle vara den för monosomer. Det vill säga de "fria" ribosomen associerade med vissa mRNA.
  • Slutligen skulle den tyngsta fraktionen vara polysomernas. Det här är den som faktiskt utför mest av översättningsprocessen

Struktur av eukaryotiska polysomer

I eukaryota celler exporteras mRNA från kärnan som messenger ribonukleoproteiner. Det innebär att budbäraren är kopplad till flera proteiner som bestämmer sin export, mobilisering och översättning. 

Bland dem finns det flera som interagerar med PABP-proteinet bundna till messengerens polyA 3'-svans. Andra, såsom de i CBP20 / CBP80-komplexet, kommer att binda till 5'-kapseln av mRNA.

Utlösningen av CBP20 / CBP80-komplexet och rekrytering av de ribosomala underenheterna på 5'-huven definierar ribosombildningen. 

Översättningen startas och nya ribosomer monteras på 5'-kåpan. Detta händer för ett begränsat antal gånger beroende på varje budbärare och typen av polysom ​​som är inblandad.

Efter detta steg interagerar förlängningsfaktorerna för översättningen associerad med huven vid 5'-änden med PABP-proteinet fäst vid 3'-änden av mRNA. Således bildas en cirkel definierad av fackföreningen av de icke-translaterbara regionerna hos budbäraren. Således rekryteras så många ribosomer som längden på budbäraren och andra faktorer tillåter.

Andra polysomer kan anta en linjär konfiguration av dubbla rader, eller spiral med fyra ribosomer per tur. Den cirkulära formen har associerats starkare med fria polysomer.

Typer av polysomer och deras funktioner

Polysomer bildas på aktiva translationella enheter (initialt monosomer) med sekventiell tillsats av andra ribosomer på samma mRNA.

Beroende på dess subcellulära plats, hittar vi tre olika typer av polysomer, vilka alla har sina egna och speciella funktioner.

Gratis polysomer

De är fria i cytoplasman, utan uppenbara föreningar med andra strukturer. Dessa polysomer translerar de mRNA som kodar för cytosoliska proteiner.

Polysomer associerade med endoplasmatisk retikulum (ER)

Eftersom kärnkuvertet är en förlängning av endoplasmatisk retikulum, kan denna typ av polysom ​​också associeras med det yttre kärnämnehöljet.

I dessa polysomer översätts de mRNA som kodar för två viktiga grupper av proteiner. Några, vilka är en strukturell del av endoplasmatisk retikulum eller Golgi-komplexet. Andra, som måste modifieras post-translationellt och / eller flyttas intracellulärt av dessa organeller.

Polysomer associerade med cytoskeletten

Polysomer associerade med cytoskeleten översätter proteiner från mRNA som är asymmetriskt koncentrerade i vissa subcellulära fack.

Det vill säga när man lämnar kärnan mobiliseras vissa messenger-ribonukleoproteiner till den plats där produkten de kodar krävs. Denna mobilisering utförs av cytoskeletten med deltagande av proteiner som binder till polyA-svansen i mRNA.

Med andra ord fördelar cytoskeletten budbärarna per destination. Det målet anges av proteinets funktion och av den plats där den måste bo eller agera.

Reglering av post-transkriptionell genetisk tystning

Även om ett mRNA transkriberas betyder det inte nödvändigtvis att det måste översättas. Om detta mRNA försämras specifikt i den cellulära cytoplasman sägs att uttrycket av sin gen regleras efter transkriptionellt.

Det finns många sätt att uppnå detta, och en av dem är från de så kallade MIR-generna. Den slutliga produkten av transkriptionen av en MIR-gen är ett mikroRNA (miRNA).

Dessa är komplementära eller delvis komplementära till andra budbärare vars översättning de reglerar (post-transkriptionell tystnad). Avstängning kan också innebära den specifika nedbrytningen av en viss budbärare.

Allt relaterat till översättning, dess compartmentalization, regulation och med post-transkriptionell genetisk tystning styrs av polysomerna.

För detta interagerar de med andra molekylära makrostrukturer av cellen känd som P-kroppar och stressgranuler. Dessa tre kroppar, mRNA och mikroRNA definierar således proteinet närvarande i en cell vid en given tidpunkt.

referenser

  1. Afonina, Z. A., Shirokov, V. A. (2018) Tredimensionell organisation av polyribosomer - Ett modernt tillvägagångssätt. Biochemistry (Moskva), 83: S48-S55.
  2. Akgül, B., Erdoğan, I. (2018) Intracytoplasmisk re-lokalisering av miRISC-komplex. Gränser i genetik, doi: 10.3389 / fgene.2018.00403
  3. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., Walters, P. (2014) Molecular biology of the cell, 6th Edition. Garland Science, Taylor & Francis Group. Abingdon on Thames, Storbritannien.
  4. Chantarachot, T., Bailey-Serres, J. (2018) Polysomer, stressgranuler och behandlingskroppar: En dynamisk triumviratstyrande cytoplasmatisk mRNA-öde och -funktion. Plant Physiology, 176: 254-269.
  5. Emmott, E., Jovanovic, M., Slavov, N. (2018) Ribosomstökiometri: från form till funktion. Trends in Biochemical Sciences, doi: 10.1016 / j.tibs.2018.10.009.
  6. Wells, J.N., Bergendahl, L.T., Marsh, J.A. (2015) Samtranslationell sammansättning av proteinkomplex. Biohemical Society Transactions, 43: 1221-1226.