RIBOZOMI

Doc. dr Snežana MarkovićDoc. dr Snežana MarkovićDoc. dr Snežana MarkovićDoc. dr Snežana MarkovićIInstitut za biologiju i ekologijunstitut za biologiju i ekologijuPPrirodnorirodno--matematički fakultetmatematički fakultet

UUniverzitet u Kragujevcuniverzitet u Kragujevcu

RIBOZOMI

KOMPONETE RIBOZOMAMesta sinteze proteinaOd rRNK i r-proteinaMala i velika subjedinicaProkarioti (70S):– Mala subjedinica (30S) od 16S rRNK i 21 molekula proteina (S1-

S21)S21)– Velika subjedinica (50S) od 23S rRNK, 5S rRNK i 31 molekula

proteina (L1-L31)

Eukarioti (80S): – Mala subjedinica (40S) od 18S rRNK i 33 molekula proteina – Velika subjedinica (60S) od 28S rRNK, 5S i 5.8S rRNK i 50

molekula proteina (L1-L50)

Ribozomi organela slični prokariotskim

VELIKE RIBOZOMSKE RNK (rRNK)Komponente malih i velikih subjedinica ribozoma – određuju položaje pojedinih proteina koji sa njima interagujuVisok sadržaj G≡C parova, izražena sekundarna strukturaModifikovane baze više zastupljene kod eukariotaProkariotska 16S rRNK na 3’ kraju sadrži niz UCCU komplementaran Šajn-Dalgarnovom nizu u iRNKSekundarna struktura – menja se u toku aktivnosti ribozoma

MALE rRNK5S rRNK– U velikoj ribozomskoj subjedinici– Sekundarna struktura– U prokariota ima strukturnu ulogu u

rekonstrukciji velike subjedinice, pomaže vezivanje kompleksa aminoacil-tRNK za ribozom, za aminoacil-tRNK za ribozom, za vezivanje tRNK za kodon

5.8 rRNK– U velikoj subjedinici eukariota– H-vezama povezana sa 3’ krajem 28S

rRNK– 5S i 5.8S rRNK kod eukariota dele

ulogu 5S rRNK kod prokariota

RIBOZOMSKI PROTEINI (r-proteini)Strukturni r-proteini sa rRNK čine jezgro ribozomaSlabo vezani r-proteini, vezuju se za rRNK nakon vezivanja strukturnih r-proteinaUslovno r-proteini – vezani za ribozome u određenim fazama translacije (proteinski faktori inicijacije, elongacije i terminacije translacije)Elktronska mikroskopija uz primenu specifičnih antitela na pojedine proteinepojedine proteineMutacije za r-proteine i

rRNK

GRAĐA RIBOZOMARekonstrukcija ribozoma in vitro– Centrifugiranje u gradijentu gustine CsCl– Proteini u paketima – Reverzibilno odstranjivanje

Arhitektura ribozoma– Oblik i prostorni raspored pojedinačnih

komponenti ribozoma– Mala i velika subjedinica– P (peptidil) mesto obuhvata 3’ kraj 16S rRNK i

nekoliko proteina velike subjedinice– A (aminoacil-tRNK) mesto uz P mesto– E (exit mesto) – ispred P mesta– Centri u ribozomu

Peptidil transferazni (u velikoj subjedinici; enzimsku ulogu imaju 23S, odnosno 28S)

Dekodirajući centar (u maloj subjedinici); “tuneli” za prolazak iRNK

Centar za vezivanje faktora (u velikoj subjedinici)

BIOSINTEZA RIBOZOMA KOD PROKARIOTAGeni za rRNK su umnoženi u 7 zasebnih transkripcionih jedinica (operona) sa po jednim genom za 16S, 23S i 5SOve transkripcione jedinice se nalaze oko mesta inicijacije replikacijeRaspored gena:

16S rRNK, unutrašnja margina sa unutrašnja margina sa genima za neke tRNK, 23S rRNK i 5S rRNK

Primarni transkript se obrađuje u toku transkripcije ribonukleazom III

R-proteini se sintetišu na policistronskim iRNK i tako se vezuju u paketima sa rRNKMala subjedinica 22S→30SVelika subjedinica 26S →30S →40S →50S

Regulacija sinteze rRNK

Nedostatak neke AK Nedostatak aminoacil-tRNK

Protein gena relA vezan za ribozom

ATP + GDP AMP + ppGpp

+ Protein gena spoT-

ATP + GDP AMP + ppGpp

Inhibicija transkripcije rRNK operona

Regulacija ekspresije gena na nivou translacije

Menjanjem efikasnosti ili dostupnosti Šajn-Dalgarnovog niza reguliše se sinteza proteina.

r-proteini

Klju čni r-protein

Dovoljno rRNK

Vezivanje za rRNK Ribozom

Nedovoljno rRNK

Vezivanje za sopstvenu iRNK

Zaustavljanje produkcije r-proteina

BIOSINTEZA RIBOZOMA KOD EUKARIOTAU nukleolusuGeni za rRNK su u 50-5000 kopijaGen za 5S rRNK nije u nukleolusuTranskripciona jedinica: spoljašnja margina, unutrašnje margine, 18S rRNK, 5.8S rRNK i 28S rRNKObrada 45S prekursora pomoću malih nukleolarnih RNK (snoRNK)

Primarni transkript u nukleoulusu od 45S – vezuje r-proteine (sintetisani u citoplazmi) 80SDegradacija endonukleazama → 65S (sa 41S prekursornom rRNK) i 55S RNP (sa 32S prekursornom rRNK)Iz nukleolusa izlaze prekursori rRNK– 20S → 18S rRNK– 32S → 28S i 5.8S rRNK– 32S → 28S i 5.8S rRNK– Iskrajanje ovih prekursora vrši endonukleaza

U jedru se završava sazrevanje rRNK i pridružuje im se 5S rRNKFormiranje male subjedinice prethodi formiranju velike u jedru → odlaze u citoplazmu gde se sparuju za proces translacije