פוליסום: מאפיינים, סוגים ופונקציות - ביולוגיה - 2025

Polysome היא קבוצה של ריבוזומים גייס עבור התרגום של אותו RNA שליח (mRNA). המבנה ידוע יותר כ- polyribosome, או הארגוזום הפחות נפוץ.

פוליסומים מאפשרים ייצור מוגבר של חלבונים מאותם מסרים העוברים תרגום סימולטני על ידי מספר ריבוזומים. פוליסומים משתתפים גם בתהליכי קיפול דו-תרגומיים וברכישת מבנים מרובעים על ידי חלבונים מסונתזים שזה עתה.

פוליריבוזומים חיידקיים. CNX OpenStax, באמצעות Wikimedia Commons

פוליסומים, יחד עם מה שמכונה גופי P וגרגירי לחץ, שולטים על גורלם ותפקודם של השליחים בתאים אוקריוטיים.

פוליסומים נצפו גם בתאים פרוקריוטיים וגם באוקריוטים. המשמעות היא שלסוג זה של היווצרות מקרומולקולרית יש היסטוריה ארוכה בעולם הסלולר. פוליסום יכול להיות מורכב משני ריבוזומים לפחות באותו מסנג'ר, אך בדרך כלל ישנם יותר משניים.

לפחות בתא יונק אחד יכולים להתקיים עד 10,000,000 ריבוזומים. רבים נצפו שהם חופשיים, אך חלק גדול קשור בפוליסומים הידועים.

מאפיינים כלליים

הריבוזומים של כל היצורים החיים מורכבים משתי יחידות משנה: היחידה הקטנה והיחידה הגדולה. תת-היחידה הקטנה של ריבוזומים אחראית על קריאת ה- RNA של המסנג'ר.

תת-היחידה הגדולה אחראית לתוספת הליניארית של חומצות אמינו לפפטיד המתהווה. יחידה תרגומית פעילה היא יחידה בה mRNA הצליחה לגייס ולאפשר הרכבה של הריבוזום. לאחר מכן, קריאת השלשות בשליח והאינטראקציה עם ה- tRNA הטעון המקביל מתרחשת ברצף.

ריבוזומים הם אבני הבניין של פוליסומים. למעשה, שתי דרכי התרגום של שליח יכולות להתקיים יחד באותו תא. אם כל המרכיבים המרכיבים את מכונות התרגום של התא מטוהרים, היינו מוצאים ארבעה שברים עיקריים:

• הראשון ייווצר על ידי ה- mRNA שקשורים לחלבונים איתם נוצרים ריבונוקלאופרוטאינים של השליח. כלומר, שליחי הסולו.
• השנייה, על ידי יחידות המשנה הריבוזומליות, המופרדות עדיין אינן מתורגמות לשום שליח
• השלישי יהיה זה של מונוזומים. כלומר, הריבוזומים "החופשיים" הקשורים ל- mRNA כלשהו.
• לבסוף, השבר הכבד ביותר יהיה זה של הפוליסומים. זה זה שמבצע בפועל את רוב תהליך התרגום

מבנה הפוליסומים האוקריוטים

בתאים אוקריוטיים מיוצאים mRNA מהגרעין כריבונוקלאופרוטאינים של שליח. כלומר, המסנג'ר משולב עם חלבונים שונים שיקבעו את הייצוא, הניוד והתרגום שלו.

ביניהם, ישנם כמה האינטראקציות עם חלבון ה- PABP המחובר לזנב ה- polyA 3 'של המסנג'ר. אחרים, כמו מתחם CBP20 / CBP80, ייקשרו למכסה המנוע של ה- mRNA.

שחרור מתחם CBP20 / CBP80 וגיוס יחידות תת ריבוזומליות למכסה המנוע מגדירים את היווצרות הריבוזום.

התרגום מתחיל ומרכיבים ריבוזומים חדשים על מכסה המנוע 5 '. זה קורה מספר מוגבל של פעמים התלוי בכל מסר וסוג הפוליסום המדובר.

לאחר שלב זה, גורמי התארכות התרגום הקשורים לכובע בסוף 5 'מקיימים אינטראקציה עם חלבון ה- PABP הקשור לקצה ה- 3 של ה- mRNA. כך נוצר מעגל המוגדר על ידי איחוד האזורים הבלתי ניתן לתרגום של השליח. לפיכך, ריבוזומים רבים מגויסים ככל שאורך המסר, וגורמים אחרים מאפשרים זאת.

כבול מסתיים במבנה המעגלי של פוליזומים אוקריוטיים. Fdardel, באמצעות ויקימדיה Commons

פוליסומים אחרים יכולים לאמץ שורה כפולה ליניארית או תצורה ספירלית עם ארבעה ריבוזומים בכל סיבוב. הצורה המעגלית נקשרה בחזקה ביותר עם פוליסומים חופשיים.

סוגי פוליסומים ותפקידיהם

פוליסומים נוצרים על יחידות תרגומיות פעולות (בתחילה מונוזומים) בתוספת רצף של ריבוזומים אחרים על אותו mRNA.

בהתאם למיקומם התת-תאי, אנו מוצאים שלושה סוגים שונים של פוליסומים, שלכל אחד מהם תפקידים ספציפיים משלו.

פוליסומים בחינם

הם נמצאים חופשיים בציטופלזמה, ללא קשרים נראים לעין עם מבנים אחרים. פוליסומים אלה מתרגמים את ה- mRNA שקודד לחלבונים ציטוזוליים.

פוליסומים הקשורים לאנדופלסמה (ER)

מכיוון שהמעטפה הגרעינית היא הרחבה של הרקמה האנדופלסמטית, ניתן לקשור סוג זה של פוליסום למעטפה הגרעינית החיצונית.

בפוליסומים אלה מתורגמים ה- mRNA שקודד לשתי קבוצות חלבונים חשובים. חלקם המהווים חלק מבני מתכנית הרשת האנדופלסמית או מתחם גולגי. אחרים, שחייבים לשנות לאחר התרגום ו / או להעבירם תוך תאית על ידי אברונים אלה.

פוליסומים הקשורים בציטוס-שלד

פוליסומים הקשורים ציטו-שלדיים מתרגמים חלבונים מ- mRNAs המרוכזים בצורה לא סימטרית בתאים תת-תאים מסוימים.

כלומר, לאחר היציאה מהגרעין מגויסים כמה ריבונוקלאופרוטאינים של שליחים לאתר בו נדרש המוצר שהם מקודדים. התגייסות זו מבוצעת על ידי הציטוס שלד בהשתתפות חלבונים הנקשרים לזנב ה- polyA של ה- mRNA.

במילים אחרות, שלד הציטוס מפיץ את השליחים לפי יעד. גורל זה מסומן על ידי תפקוד החלבון ועל ידי היכן עליו להתגורר או לפעול.

ויסות השתקת גנים שלאחר התמלול

גם אם תעתיק mRNA זה לא בהכרח אומר שיש לתרגם אותו. אם mRNA זה מושפל באופן ספציפי בציטופלסמה של התא, אומרים שהביטוי של הגן שלו מוסדר לאחר התמלול.

ישנן דרכים רבות להשיג זאת, ואחת מהן היא באמצעות פעולה של מה שמכונה גני MIR. התוצר הסופי לתמלול של גן MIR הוא microRNA (miRNA).

אלה משלימים או משלימים באופן חלקי למסרים אחרים שאת התרגום שלהם הם מסדירים (השתקה שלאחר התמלול). השתקה יכולה לכלול גם השפלה ספציפית של שליח מסוים.

כל מה שקשור לתרגום, מידורו, ויסותו והשתקתו הגנטית שלאחר התמלול נשלט על ידי פוליסומים.

לשם כך הם מקיימים אינטראקציה עם מבנים מקרקולאריים אחרים של התא הידועים כגופי P וגרגירי לחץ. שלושת הגופים הללו, mRNAs ו- microRNAs, מגדירים בכך את הפרוטאום הקיים בתא בכל זמן נתון.

הפניות

1. Afonina, ZA, Shirokov, VA (2018) ארגון תלת ממדי של פוליאבוזומים - גישה מודרנית. ביוכימיה (מוסקבה), 83: S48-S55.
2. Akgül, B., Erdoğan, I. (2018) לוקליזציה מחודשת של מתחמי miRISC. Frontiers in Genetics, doi: 10.3389 / fgene.2018.00403
3. אלברטס, ב, ג 'ונסון, א, לואיס, ג', רף, M., רוברטס, ק וולטרס, פ (2014) ביולוגיה מולקולרית של התא, 6 ^th Edition. גרלנד מדע, טיילור ופרנסיס. אבינגדון על התמזה, בריטניה.
4. Chantarachot, T., Bailey-Serres, J. (2018) פוליסומים, גרגרי מתח וגופי עיבוד: טריומוויראט דינאמי השולט על גורל ותפקוד ה- mRNA הציטופלזמטי. פיזיולוגיה צמחית 176: 254-269.
5. Emmott, E., Jovanovic, M., Slavov, N. (2018) stoichiometry ריבוזום: מצורה לתפקוד. מגמות במדעים ביוכימיים, doi: 10.1016 / j.tibs.2018.10.009.
6. Wells, JN, Bergendahl, LT, Marsh, JA (2015) הרכבה שיתופית של קומפלקסים חלבונים. עסקאות של חברה ביו-כימית, 43: 1221-1226.