POLISOM: CHARAKTERYSTYKA, RODZAJE I FUNKCJE - BIOLOGIA - 2025

Polisomalna oznacza grupę rybosomów rekrutowanych do translacji samym RNA (mRNA). Struktura jest lepiej znana jako poliryboosom lub rzadziej spotykany ergosom.

Polisomy umożliwiają zwiększoną produkcję białek z tych przekaźników, które są poddawane równoczesnej translacji przez kilka rybosomów. Polisomy uczestniczą również w procesach współtranslacyjnego fałdowania oraz w nabywaniu struktur czwartorzędowych przez nowo syntetyzowane białka.

Bakteryjne polirybosomy. CNX OpenStax, za pośrednictwem Wikimedia Commons

Polisomy wraz z tak zwanymi ciałami P i ziarnistościami stresu kontrolują losy i funkcję przekaźników w komórkach eukariotycznych.

Obserwowano polisomy zarówno w komórkach prokariotycznych, jak i eukariotycznych. Oznacza to, że ten typ formacji makrocząsteczkowej ma długą historię w świecie komórkowym. Polisom może składać się z co najmniej dwóch rybosomów tego samego posłańca, ale generalnie jest ich więcej niż dwa.

W co najmniej jednej komórce ssaka może istnieć do 10 000 000 rybosomów. Zaobserwowano, że wiele z nich jest wolnych, ale duża część jest związana ze znanymi polisomami.

Charakterystyka ogólna

Rybosomy wszystkich żywych istot składają się z dwóch podjednostek: małej i dużej podjednostki. Mała podjednostka rybosomów jest odpowiedzialna za odczyt informacyjnego RNA.

Duża podjednostka jest odpowiedzialna za liniowe dodawanie aminokwasów do powstającego peptydu. Aktywna jednostka translacyjna to taka, w której mRNA był w stanie rekrutować i umożliwiać składanie rybosomu. Następnie odczytywanie trójek w przekaźniku i interakcja z odpowiednim załadowanym tRNA przebiega sekwencyjnie.

Rybosomy są budulcem polisomów. W rzeczywistości oba sposoby tłumaczenia komunikatora mogą współistnieć w tej samej komórce. Gdyby oczyścić wszystkie składniki, które tworzą maszynerię translacyjną komórki, znaleźlibyśmy cztery główne frakcje:

• Pierwsza byłaby utworzona przez mRNA związane z białkami, z których powstają przekaźnikowe rybonukleoproteiny. To znaczy posłańcy solo.
• Drugi, przez podjednostki rybosomalne, które oddzielone nadal nie przekładają się na żadnego posłańca
• Trzeci dotyczyłby monosomów. To znaczy „wolne” rybosomy związane z jakimś mRNA.
• Wreszcie najcięższą frakcją byłyby polisomy. To jest ten, który faktycznie wykonuje większość procesu tłumaczenia

Struktura polisomów eukariotycznych

W komórkach eukariotycznych mRNA są eksportowane z jądra jako przekaźnikowe rybonukleoproteiny. Oznacza to, że posłaniec jest sprzężony z różnymi białkami, które będą determinować jego eksport, mobilizację i translację.

Wśród nich jest kilka, które oddziałują z białkiem PABP przyłączonym do ogona poliA 3 'przekaźnika. Inne, takie jak kompleks CBP20 / CBP80, będą wiązać się z kapturkiem 5 'mRNA.

Uwolnienie kompleksu CBP20 / CBP80 i rekrutacja podjednostek rybosomalnych na kapturze 5 'definiuje tworzenie rybosomu.

Rozpoczyna się tłumaczenie i nowe rybosomy są montowane na 5 'masce. Dzieje się to przez ograniczoną liczbę razy, która zależy od każdego posłańca i typu danego polisomu.

Po tym etapie czynniki wydłużania translacji związane z czapeczką na końcu 5 'oddziałują z białkiem PABP związanym z końcem 3' mRNA. W ten sposób tworzy się okrąg określony przez połączenie nieprzekładalnych regionów posłańca. Tak więc rekrutowanych jest tyle rybosomów, na ile pozwala długość posłańca i inne czynniki.

Związane końce w kolistej strukturze polisomów eukariotycznych. Fdardel, za Wikimedia Commons

Inne polisomy mogą przyjąć konfigurację liniową dwurzędową lub spiralną z czterema rybosomami na obrót. Okrągły kształt najsilniej kojarzy się z wolnymi polisomami.

Rodzaje polisomów i ich funkcje

Polisomy są tworzone na aktywnych jednostkach translacyjnych (początkowo monosomach) z sekwencyjnym dodawaniem innych rybosomów na tym samym mRNA.

W zależności od ich lokalizacji subkomórkowej, znajdujemy trzy różne typy polisomów, z których każdy ma swoje określone funkcje.

Darmowe polisomy

Występują jako wolne w cytoplazmie, bez widocznych powiązań z innymi strukturami. Te polisomy tłumaczą mRNA, które kodują białka cytozolowe.

Polisomy związane z retikulum endoplazmatycznym (ER)

Ponieważ otoczka jądrowa jest przedłużeniem retikulum endoplazmatycznego, ten typ polisomu może być również powiązany z zewnętrzną otoczką jądrową.

W tych polisomach ulegają translacji mRNA, które kodują dwie ważne grupy białek. Niektóre, które są strukturalną częścią retikulum endoplazmatycznego lub kompleksu Golgiego. Inne, które muszą zostać potranslacyjnie zmodyfikowane i / lub przemieszczone wewnątrzkomórkowo przez te organelle.

Polisomy związane z cytoszkieletem

Polisomy związane z cytoszkieletem tłumaczą białka z mRNA, które są asymetrycznie skoncentrowane w określonych przedziałach subkomórkowych.

Oznacza to, że po opuszczeniu jądra niektóre rybonukleoproteiny przekaźnikowe są mobilizowane do miejsca, w którym wymagany jest kodowany przez nie produkt. Ta mobilizacja jest przeprowadzana przez cytoszkielet przy udziale białek, które wiążą się z ogonem poliA mRNA.

Innymi słowy, cytoszkielet rozprowadza posłańców według miejsca przeznaczenia. Na ten los wskazuje funkcja białka i miejsce, w którym musi ono znajdować się lub działać.

Regulacja potranskrypcyjnego wyciszania genów

Nawet jeśli mRNA podlega transkrypcji, niekoniecznie oznacza to, że musi zostać przetłumaczone. Jeśli mRNA ulega specyficznej degradacji w cytoplazmie komórkowej, mówi się, że ekspresja jego genu jest regulowana potranskrypcyjnie.

Można to osiągnąć na wiele sposobów, a jednym z nich jest działanie tzw. Genów MIR. Końcowym produktem transkrypcji genu MIR jest mikroRNA (miRNA).

Są one komplementarne lub częściowo komplementarne w stosunku do innych komunikatorów, których translację regulują (wyciszanie potranskrypcyjne). Wyciszanie może również wiązać się z określoną degradacją konkretnego posłańca.

Wszystko, co jest związane z translacją, jej kompartmentalizacją, regulacją i potranskrypcyjnym wyciszaniem genów, jest kontrolowane przez polisomy.

Aby to zrobić, oddziałują z innymi makrostrukturami molekularnymi komórki znanymi jako ciała P i granulki stresu. Te trzy ciała, mRNA i mikroRNA, definiują zatem proteom obecny w komórce w danym momencie.

Bibliografia

1. Afonina, ZA, Shirokov, VA (2018) Trójwymiarowa organizacja polirybosomów - nowoczesne podejście. Biochemistry (Moskwa), 83: S48-S55.
2. Akgül, B., Erdoğan, I. (2018) Intracytoplasmic re-localization of miRISC complexes. Frontiers in Genetics, 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, Wielka Brytania.
4. Chantarachot, T., Bailey-Serres, J. (2018) Polysomes, stress granules, and processing body: a dynamic triumvirate controlling cytoplazmic mRNA fate and function. Plant Physiology 176: 254–269.
5. Emmott, E., Jovanovic, M., Slavov, N. (2018) Ribosome stechiometry: from form to function. Trends in Biochemical Sciences, doi: 10.1016 / j.tibs.2018.10.009.
6. Wells, JN, Bergendahl, LT, Marsh, JA (2015) Co-translational assembly of protein complexes. Biohemical Society Transactions, 43: 1221-1226.