В процессе объединения органических веществ участвуют немембранные органеллы субмикроскопического типа. Впервые функции рибосом в клетке и биосинтез белка описал биолог Д. Паладе. В 1974 году ему вручили Нобелевскую премию за открытие структурных особенностей элементарной единицы.
Работа биологов
С 1960 года ученые активно изучали мутационные и биохимические процессы, протекающие в органеллах. С помощью полученных данных биологи пытались расписать структурные и функциональные отличительные черты рибосом. В условиях современных технологий была создана модель с атомным разрешением конструкций некоторых субстанций, включая прокариот.
Такое достижение в молекулярной биологии позволила открыть трехмерную конструкцию рибосомы эукариот. На основе проведенных многочисленных опытов американские ученые пришли к выводу, что органелла может зарождаться в период эволюции из РНК. Остальные структуры постепенно добавляются к проторибосоме. В этот период не изменяется строение клетки, но увеличивается продуктивность ее деятельности.
Биологи доказали, что рибосомы свободно передвигаются в цитоплазме. Они фиксируются к эндоплазматической сети с помощью большой субъединицы.
На следующем этапе происходит синтез белка. Вещество выводится за стенки клетки. Им питается весь организм.
Рибосомы, которые находятся в цитоплазме, выполняют внутренние потребности клетки.
Для немембранных органелл характерны 2 формы:
- овальная;
- шаровидная.
Их диаметр равен 20 нм.
Принципы классификации
При трансляции к мРНК присоединяется несколько рибосом. Таким способом формируется новая структура — полисома. С учетом типа клетки немембранные структуры бывают 2-х видов:
- Малая. Рибосома находится в прокариоте, хлоропласте, митохондрии. Они не связаны с мембранной. Ее размер не превышает 15 нм.
- Большая. Немембранная структура находится в эукариоте. Ее диаметр может достигать 23 нм. Она связана с эндоплазмой либо крепится к мембране ядра.
Строение 2 видов органелл идентичное. В их состав входят 2 субъединицы — малая и большая, объединенные между собой ионами магния. Если наблюдается дефицит микроэлементам, осуществляется дезагрегация (присоединение). Наблюдается дисфункция рибосом.
Аналогичная ситуация происходит при нарушении состава немембранных структур. В одной рибосоме содержатся РНК и белок в соотношении 1:1. В них находится до 90% от всей клеточной РНК. В субъединицах содержится до 4 молекул рРНК. Они представлены в виде нитей, собранных в клубок. Вокруг молекул находятся белки. В комплексе компоненты формируют рибонуклеопротеид.
В период отсутствия синтезирующих процессов органеллы разъединяются. Им свойственно обмениваться субъединицами. Если в клетку поступает иРНК, компоненты снова заключаются в полирибосомы.
Количество немембранных структур зависит от функциональной нагрузки, оказываемой на организм. В стволовых клетках, меристеме растений насчитывается до нескольких десятков тысяч рибосом.
Функциональные возможности
Субъединицы органелл находятся в ядрышке. Матрицей для их синтеза является ДНК. Процесс их созревания состоит из нескольких этапов:
- Первый (эосома). Осуществляется синтез только рРНК.
- Второй (неосома). После некоторых модификаций клеточные элементы выходят из цитоплазмы.
- Третий (рибосома). Формирование зрелой органеллы.
Во взрослой органелле каждая субъединица выполняет определенные функции. Большая структура отвечает за трансляцию, декорирование генетических данных. Малая субъединица объединяет аминокислот. Она способствует созданию пептидных связей и синтезу нового белка.
Самая важная функция для клетки — объединение органических веществ или трансляция. Во время процесса происходит образование белка. Главная задача функционирования клетки — биосинтез органических компонентов. Чтобы воспроизвести операцию во всех клетках организма, требуются рибосомы. Одновременно органеллы выполняют следующие функции:
- распознание 3-нуклеотидных кодонов м-РНК;
- обработка генетических данных.
Чтобы различать аминокислоты в клетке, применяются молекулы т-РНК. Они схожи на форму листьев клевера. В них присутствует антикодон. Параллельно они присоединены к аминокислотам. Механизмы трансляции прокариот и эукариот имеют некоторые отличительные черты. Поэтому соединения, которые угнетают трансляцию прокариот, в незначительной степени влияют на трансляцию высших организмов.
Вес процесс трансляции делится на 3 этапа:
- инициация (рибосома определяет стартовый кодон, начинается синтез);
- элонгация (образуется белок);
- терминация (опознание кодона и отделение структуры).
Биосинтез органических веществ считается ферментативным процессом, который протекает в клетке. В нем участвуют 3 элемента: рибосома, цитоплазма, ядро. В последней структуре сохраняется информация о белках. Для ее шифровки используются буквы.
Трансляция либо биосинтез считается неотъемлемой частью жизнедеятельности клеток. При нарушении процесса они погибают. Для протекания трансляции требуются рибосомы.
С их помощью в печени образуются специальные факторы, обеспечивающие свертывание крови. Из плазмоцитов продуцируются гаммы-глобулины. Образование новых органических структур, гидролиз — дополнительные функции рибосом. Более активная деятельность характерна для органелл, преобразованных в полирибосомы. Они одновременно синтезируют несколько молекул белка.
