Siapa yang Menemui Struktur Ribosom?

Kandungan

• TL; DR (Terlalu Panjang, Tidak Baca)
• Keterangan Ribosom
• Penyebaran Ribosom
• Ribosom Adakah Kilang Protein
• Siapa yang Menemui Ribosom?
• Penemuan Struktur Ribosom
• Apa itu Ribozyme?
• Menggategorikan Ribosom oleh Nilai Svedberg
• Kepentingan Struktur Ribosom

Ribosom dikenali sebagai pembuat protein semua sel. Kawalan protein dan membina kehidupan.

Oleh itu, ribosom adalah penting untuk hidup. Walaupun penemuan mereka pada tahun 1950-an, ia mengambil beberapa dekad sebelum saintis benar-benar menjelaskan struktur ribosomes.

TL; DR (Terlalu Panjang, Tidak Baca)

Ribosom, yang dikenali sebagai kilang protein semua sel, mula-mula ditemui oleh George E. Palade. Walau bagaimanapun, struktur ribosom ditentukan beberapa dekad kemudian oleh Ada E. Yonath, Thomas A. Steitz dan Venkatraman Ramakrishnan.

Keterangan Ribosom

Ribosom mendapat namanya daripada "ribo" asid ribonukleat (RNA) dan "soma," yang merupakan bahasa Latin untuk "badan."

Para saintis mendefinisikan ribosomes sebagai struktur yang terdapat dalam sel, salah satu daripada beberapa subset sel kecil yang dipanggil organel. Ribosom mempunyai dua subunit, satu besar dan satu kecil. Nukleolus menjadikan subunit ini, yang terkunci bersama. RNA ribosom dan protein (riboprotein) membentuk ribosom.

Sesetengah ribosom terapung di antara sitoplasma sel, manakala yang lain melekat pada retikulum endoplasma (ER). Retikulum endoplasma yang dipenuhi dengan ribosom dipanggil retikulum endoplasma kasar (RER); yang retikulum endoplasma licin (SER) tidak mempunyai ribosom.

Penyebaran Ribosom

Bergantung pada organisma, sel boleh mempunyai beberapa ribu atau bahkan berjuta-juta ribosom. Ribosom wujud di kedua-dua prokariotik dan sel eukariotik. Mereka juga boleh didapati dalam bakteria, mitokondria dan kloroplas. Ribosom lebih lazim di sel yang memerlukan sintesis protein yang tetap, seperti sel otak atau pankreas.

Beberapa ribosom boleh agak besar. Dalam eukariota, mereka boleh mempunyai 80 protein dan diperbuat daripada beberapa juta atom. Bahagian RNA mereka mengambil lebih banyak daripada jumlah protein mereka.

Ribosom Adakah Kilang Protein

Ribosom mengambil kodon, yang merupakan siri tiga nukleotida, dari pesuruh RNA (mRNA). Codon berfungsi sebagai templat dari DNA sel untuk membuat protein tertentu. Ribosom kemudian menterjemahkan kodon dan padankannya kepada asid amino dari memindahkan RNA (tRNA). Ini dikenali sebagai terjemahan.

Ribosom mempunyai tiga tapak pengikat tRNA: a aminoacyl tapak mengikat (tapak) untuk melampirkan asid amino, a peptidil tapak (tapak P) dan a keluar laman web (laman web E).

Selepas proses ini, asid amino yang diterjemahkan dibina di atas rantaian protein yang dipanggil a polipeptida, sehingga ribosom menyelesaikan kerja mereka membuat protein. Setelah polipeptida dilepaskan ke dalam sitoplasma, ia menjadi protein berfungsi. Proses ini adalah mengapa ribosomes sering ditakrifkan sebagai kilang protein. Tiga peringkat pengeluaran protein dipanggil permulaan, pemanjangan dan terjemahan.

Ribosom machinelike ini berfungsi dengan cepat, bersebelahan dengan 200 asid amino per minit dalam sesetengah kes; prokariot boleh menambah 20 asid amino sesaat. Protein kompleks mengambil masa beberapa jam untuk dipasang. Ribosom membuat sebahagian besar protein kira-kira 10 bilion dalam sel mamalia.

Protein yang lengkap mungkin akan mengalami perubahan atau lipat lagi; ini dipanggil pengubahsuaian selepas translasi. Dalam eukariota, yang Peralatan Golgi melengkapkan protein sebelum dibebaskan. Sebaik sahaja ribosomes selesai kerja mereka, subunit mereka sama ada boleh dikitar semula atau dibongkar.

Siapa yang Menemui Ribosom?

George E. Palade pertama kali menemui ribosom pada tahun 1955. Gambaran ribosom Palade menggambarkan mereka sebagai zarah sitoplasma yang berkaitan dengan membran retikulum endoplasma. Palade dan penyelidik lain menemui fungsi ribosom, yang merupakan sintesis protein.

Francis Crick akan terus membentuk dogma biologi pusat, yang merumuskan proses kehidupan bangunan sebagai "DNA menjadikan RNA membuat protein."

Walaupun bentuk umum ditentukan menggunakan imej mikroskop elektron, ia akan mengambil beberapa dekad untuk menentukan struktur sebenar ribosom. Ini disebabkan sebahagian besarnya dengan saiz ribosom yang sangat besar, yang menghalangi analisis struktur mereka dalam bentuk kristal.

Penemuan Struktur Ribosom

Semasa Palade mendapati ribosom itu, saintis lain menentukan strukturnya. Tiga saintis berasingan mendapati struktur ribosom: Ada E. Yonath, Venkatraman Ramakrishnan dan Thomas A. Steitz. Ketiga saintis ini dianugerahkan dengan Hadiah Nobel dalam Kimia pada tahun 2009.

Penemuan struktur ribosom tiga dimensi berlaku pada tahun 2000. Yonath, yang dilahirkan pada tahun 1939, membuka pintu untuk wahyu ini. Kerja awalnya pada projek ini bermula pada 1980-an. Dia menggunakan mikrob dari mata air panas untuk mengasingkan ribosom mereka, kerana sifatnya yang teguh dalam persekitaran yang keras. Dia dapat mengkristalisasikan ribosom supaya dapat dianalisis melalui crystallography sinar-X.

Ini menghasilkan corak titik pada pengesan supaya kedudukan atom-atom ribosom dapat dikesan. Yonath akhirnya menghasilkan kristal berkualiti tinggi menggunakan cryo-crystallography, yang bermaksud bahawa kristal ribosom telah dibekukan untuk membantu mengekalkannya.

Para saintis kemudian cuba untuk menjelaskan "sudut fasa" untuk corak titik-titik. Memandangkan teknologi bertambah baik, penambahbaikan terhadap prosedur ini membawa kepada perincian pada peringkat atom tunggal. Steitz, yang dilahirkan pada tahun 1940, dapat mengetahui langkah tindak balas mana yang melibatkan atom-atom, pada sambungan asid amino. Dia mendapati maklumat fasa untuk unit besar ribosome pada tahun 1998.

Ramakrishan, yang dilahirkan pada tahun 1952, kemudiannya berusaha menyelesaikan fenomena x-ray difraksi untuk peta molekul yang baik. Dia mendapati maklumat fasa untuk subunit kecil ribosom.

Hari ini, kemajuan selanjutnya dalam crystallography ribosom penuh telah membawa kepada penyelesaian struktur ribosom yang lebih baik. Pada tahun 2010, para saintis telah berjaya membuat kristal eukariotik 80S Saccharomyces cerevisiae dan mampu memetakan struktur sinar-X ("80S" adalah jenis pengkategorian yang dipanggil nilai Svedberg; lebih lama lagi). Ini seterusnya membawa lebih banyak maklumat mengenai sintesis protein dan peraturan.

Ribosom organisma yang lebih kecil setakat ini terbukti menjadi yang paling mudah untuk berfungsi untuk menentukan struktur ribosom. Ini kerana ribosom sendiri lebih kecil dan kurang kompleks. Lebih banyak penyelidikan diperlukan untuk membantu menentukan struktur ribosom organisma yang lebih tinggi, seperti yang terdapat pada manusia. Para saintis juga berharap untuk mempelajari lebih lanjut mengenai struktur ribosom patogen, untuk membantu dalam memerangi penyakit.

Apa itu Ribozyme?

Istilah ini ribozyme merujuk kepada yang lebih besar daripada dua subunit ribosom. Ribozim berfungsi sebagai enzim, oleh itu namanya. Ia berfungsi sebagai pemangkin dalam pemasangan protein.

Menggategorikan Ribosom oleh Nilai Svedberg

Nilai Svedberg (S) menerangkan kadar pemendapan dalam sentrifuge. Para saintis sering menggambarkan unit ribosom menggunakan nilai Svedberg. Sebagai contoh, prokariot mempunyai ribosom 70S yang terdiri daripada satu unit dengan 50S dan satu daripada 30S.

Ini tidak menambah kerana kadar pemendapan mempunyai lebih banyak kaitan dengan saiz dan bentuk berbanding berat molekul. Sel Eukariotik, sebaliknya, mengandungi ribosom 80S.

Kepentingan Struktur Ribosom

Ribosom adalah penting untuk semua kehidupan, kerana mereka membuat protein yang memastikan kehidupan dan blok bangunannya. Sesetengah protein penting untuk kehidupan manusia termasuk hemoglobin dalam sel darah merah, insulin dan antibodi, antara yang lain.

Apabila penyelidik melancarkan struktur ribosomes, ia membuka peluang baru untuk penerokaan. Salah satu cara penerokaan untuk ubat-ubatan antibiotik baru. Sebagai contoh, ubat baru mungkin menghentikan penyakit dengan mensasarkan komponen struktur tertentu ribosom bakteria.

Terima kasih kepada struktur ribosom yang ditemui oleh Yonath, Steitz dan Ramakrishnan, penyelidik kini mengetahui lokasi yang tepat antara asid amino dan lokasi di mana protein meninggalkan ribosom. Zeroing di lokasi di mana antibiotik melekat pada ribosom membuka ketepatan yang lebih tinggi dalam tindakan dadah.

Ini adalah penting dalam era ketika antibiotik dahulunya telah bertemu dengan strain bakteria yang tahan antibiotik. Oleh itu, penemuan struktur ribosom sangat penting untuk ubat.