Polisoomkenmerken, typen en functies



een polysoomdisplays is een groep ribosomen gerekruteerd voor de vertaling van hetzelfde boodschapper-RNA (mRNA). De structuur is beter bekend als het polyribosoom of met het minder algemene ergosoom.

De polysomen maken de verhoogde productie van eiwitten van die boodschappers mogelijk die onderworpen zijn aan simultane translatie door verschillende ribosomen. Polysomen nemen ook deel aan de processen van co-translationele vouwing en aan de verwerving van quaternaire structuren door nieuw gesynthetiseerde eiwitten.

Polysomen, samen met de zogenaamde P-lichamen en stressgranules, controleren het lot en de functie van boodschappers in eukaryote cellen. 

Polysomen zijn waargenomen in zowel prokaryotische als eukaryote cellen. Dit betekent dat dit type macromoleculaire formatie een lange geschiedenis heeft in de cellulaire wereld. Een polysoom kan worden gevormd door ten minste twee ribosomen op dezelfde boodschapper, maar in het algemeen zijn ze meer dan twee.

In ten minste één zoogdiercel kunnen tot 10.000.000 ribosomen aanwezig zijn. Er is waargenomen dat veel vrij zijn, maar een groot deel is geassocieerd in de bekende polysomen.

index

  • 1 Algemene kenmerken
  • 2 Structuur van de eukaryote polysomen
  • 3 soorten polysomen en hun functies
    • 3.1 Gratis polysomen
    • 3.2 Polysomen geassocieerd met het endoplasmatisch reticulum (ER)
    • 3.3 Polysomen geassocieerd met het cytoskelet
  • 4 Regulatie van post-transcriptionele genetische silencing
  • 5 Referenties

Algemene kenmerken

De ribosomen van alle levende wezens bestaan ​​uit twee subeenheden: de kleine subeenheid en de grote subeenheid. De kleine subeenheid van de ribosomen is verantwoordelijk voor het lezen van boodschapper-RNA.

De grote subeenheid is verantwoordelijk voor de lineaire toevoeging van aminozuren aan het nieuw peptide. Een actieve translationele eenheid is er een waarin een mRNA in staat is geweest om de assemblage van het ribosoom te rekruteren en toe te staan. Daarna verloopt de triplet-uitlezing in de boodschapper en de interactie met het overeenkomstige geladen tRNA sequentieel.

Ribosomen zijn de werkblokken van polysomen. In feite kunnen beide manieren om een ​​boodschapper te vertalen in dezelfde cel naast elkaar bestaan. Als alle componenten die de translationele machine van de cel vormen, worden gezuiverd, vinden we vier hoofdfracties:

  • De eerste zou worden gevormd door de mRNA's die zijn geassocieerd met de eiwitten waarmee de messenger-ribonucleoproteïnen worden gevormd. Dat wil zeggen, boodschappers alleen.
  • De tweede, door de ribosomale subeenheden, dat gescheiden worden nog steeds niet naar een boodschapper vertaalt
  • De derde zou die van monosomen zijn. Dat wil zeggen, de "vrije" ribosomen geassocieerd met enig mRNA.
  • Uiteindelijk zou de zwaarste fractie die van de polysomen zijn. Dit is degene die het grootste deel van het vertaalproces uitvoert

Structuur van eukaryote polysomen

In eukaryotische cellen worden de mRNA's uit de kern geëxporteerd als messenger-ribonucleoproteïnen. Dat wil zeggen, de boodschapper is gekoppeld aan verschillende eiwitten die de export, mobilisatie en vertaling ervan zullen bepalen. 

Onder hen zijn er verschillende die interageren met het PABP-eiwit dat is gebonden aan de polyA3-staart van de boodschapper. Anderen, zoals die van het CBP20 / CBP80-complex, zullen zich binden aan de 5'-dop van het mRNA.

De afgifte van het CBP20 / CBP80-complex en rekrutering van de ribosomale subeenheden op de 5'-kap definiëren de ribosoomvorming. 

De vertaling wordt gestart en nieuwe ribosomen worden op de 5'-kap gemonteerd. Dit gebeurt een beperkt aantal keren, afhankelijk van elke boodschapper en het type betrokken polysoom.

Na deze stap werken verlengingsfactoren van de translatie die geassocieerd is met de kap aan het 5'-uiteinde in wisselwerking met het PABP-eiwit dat aan het 3'-uiteinde van het mRNA is bevestigd. Aldus wordt een cirkel gevormd door de vereniging van de niet-vertaalbare gebieden van de boodschapper gevormd. Dus, zoals veel ribosomen als de lengte van de messenger worden gerekruteerd, en andere factoren toestaan.

Andere polysomen kunnen een lineaire configuratie van dubbele rijen aannemen, of een spiraal met vier ribosomen per keer. De ronde vorm is sterker geassocieerd met gratis polysomen.

Typen polysomen en hun functies

Polysomen worden gevormd op actieve translationele eenheden (aanvankelijk monosomen) met de sequentiële toevoeging van andere ribosomen op hetzelfde mRNA.

Afhankelijk van de subcellulaire locatie, vinden we drie verschillende soorten polysomen, elk met zijn eigen en specifieke functies.

Gratis polysomes

Ze zijn vrij in het cytoplasma, zonder duidelijke associaties met andere structuren. Deze polysomen vertalen de mRNA's die coderen voor cytosolische eiwitten.

Polysomen geassocieerd met het endoplasmatisch reticulum (ER)

Aangezien de nucleaire enveloppe een uitbreiding is van het endoplasmatisch reticulum, kan dit type polysoom ook worden geassocieerd met de buitenste nucleaire envelop.

In deze polysomen worden de mRNA's die coderen voor twee belangrijke groepen eiwitten vertaald. Sommige, die structureel deel uitmaken van het endoplasmatisch reticulum of het Golgi-complex. Andere, die intracellulair moeten worden gemodificeerd en / of verplaatst door deze organellen.

Polysomen geassocieerd met het cytoskelet

Polysomen geassocieerd met het cytoskelet vertalen eiwitten uit mRNA's die asymmetrisch zijn geconcentreerd in bepaalde subcellulaire compartimenten.

Dat wil zeggen dat bij het verlaten van de kern enkele messenger-ribonucleoproteïnen worden gemobiliseerd naar de plaats waar het product dat zij coderen vereist is. Deze mobilisatie wordt uitgevoerd door het cytoskelet met de deelname van eiwitten die binden aan de polyA-staart van het mRNA.

Met andere woorden, het cytoskelet verdeelt de boodschappers op bestemming. Die bestemming wordt aangegeven door de functie van het eiwit en door de plaats waar het moet verblijven of handelen.

Regulatie van post-transcriptionele genetische silencing

Zelfs als een mRNA wordt getranscribeerd, hoeft dat nog niet te betekenen dat het vertaald moet worden. Als dit mRNA specifiek wordt afgebroken in het cellulaire cytoplasma, wordt er gezegd dat de expressie van zijn gen post-transcriptioneel wordt gereguleerd.

Er zijn veel manieren om dit te bereiken, en een daarvan is afkomstig van de actie van de zogenaamde MIR-genen. Het eindproduct van de transcriptie van een MIR-gen is een microRNA (miRNA).

Deze zijn complementair of gedeeltelijk complementair aan andere boodschappers wiens vertaling ze reguleren (post-transcriptionele silencing). Silencing kan ook betrekking hebben op de specifieke degradatie van een bepaalde boodschapper.

Alles met betrekking tot vertaling, de compartimentering, regulatie en met post-transcriptionele genetische silencing wordt geregeld door de polysomen.

Hiervoor hebben ze een wisselwerking met andere moleculaire macrostructuren van de cel die bekend staan ​​als de P-lichamen en stressgranules. Deze drie lichamen, mRNA en microRNA, definiëren dus het proteoom dat op een bepaald moment in een cel aanwezig is.

referenties

  1. Afonina, Z. A., Shirokov, V. A. (2018) Driedimensionale organisatie van polyribosomen - een moderne benadering. Biochemistry (Moskou), 83: S48-S55.
  2. Akgül, B., Erdoğan, I. (2018) Intracytoplasmatische herlokalisatie van miRISC-complexen. Grenzen in de genetica, 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, Verenigd Koninkrijk.
  4. Chantarachot, T., Bailey-Serres, J. (2018) Polysomen, stresskorrels en verwerkingslichamen: een dynamisch triumviraat dat het cytoplasmatische mRNA-lot en de functie regelt. Plant Physiology, 176: 254-269.
  5. Emmott, E., Jovanovic, M., Slavov, N. (2018) Stoichiometrie van ribosoom: van vorm naar functie. Trends in Biochemical Sciences, doi: 10.1016 / j.tibs.2018.10.009.
  6. Wells, J.N., Bergendahl, L.T., Marsh, J.A. (2015) Co-translationele assemblage van eiwitcomplexen. Biohemical Society Transactions, 43: 1221-1226.