Ribosomların quruluşu və funksiyası
Ribosomlar hüceyrələr daxilindəki ən vacib orqanoidlərdən biridir və zülal sintezində birbaşa rol oynayır. Zülallar hüceyrə strukturlarının formalaşmasından tutmuş fermentlər vasitəsilə kimyəvi reaksiyaların sürətləndirilməsinə, hüceyrələrarası siqnalın tənzimlənməsinə və bədənin müdafiəsinə kömək etməyə qədər demək olar ki, bütün bioloji funksiyalardan məsul olan əsas molekullardır. Buna görə də, ribosomların quruluşunu və funksiyasını anlamaq, molekulyar səviyyədə həyatın fəaliyyət mərkəzlərindən birini anlamaq deməkdir.
Ribosomları Anlamaq
Ribosomlar ribosomal RNT (rRNT) və ribosomal zülallardan ibarət makromolekulyar komplekslərdir. Ribosomlar bütün növ hüceyrələrdə - həm prokaryotlarda (məsələn, bakteriyalarda), həm də eukaryotlarda (məsələn, heyvanlarda, bitkilərdə və göbələklərdə) olur. Ribosomların unikallığı onların tərkibindədir: rRNT yalnız struktur komponent deyil, həm də peptid rabitələrinin əmələ gəlməsində katalitik rol oynayır. Başqa sözlə, ribosomlar mRNT-dən genetik məlumatları zülalları təşkil edən amin turşusu ardıcıllığına çevirən bioloji "maşınlar" kimi düşünülə bilər.
Ribosomların Əsas Quruluşu
Ümumiyyətlə, ribosomlar iki alt hissədən ibarətdir: kiçik bir alt hissə və böyük bir alt hissə. Bu iki alt hissə tərcümə (mRNA tərcüməsi) zamanı birləşir və qeyri-aktiv olduqda ayrılır. Hər bir alt hissə müəyyən nisbətlərdə rRNA və zülaldan ibarətdir.
Prokaryotlarda ribosomlar (70S)
Prokaryotik hüceyrələrdə ribosomların 70S ölçüsündə olduğu deyilir (S, santrifüqləmə zamanı çökmə sürətini göstərən Svedberq vahididir, uzunluğun birbaşa ölçüsü deyil). 70S ribosomları aşağıdakılardan ibarətdir:
– 16S rRNT və bir sıra zülallardan ibarət olan 30S kiçik alt vahid.
– 23S və 5S rRNT və ribosomal zülalları ehtiva edən 50S böyük alt vahid.
Kiçik alt hissə mRNT-nin tanınmasında və tərcümənin başlanğıc mövqeyinin müəyyən edilməsində mühüm rol oynayır, böyük alt hissə isə peptid rabitəsinin əmələ gəlməsinin əsas yeridir.
Ökaryotlarda Ribosomlar (80S)
Eukaryotik hüceyrələrdə ribosomlar 80S ölçüdə olur və aşağıdakılardan ibarətdir:
– 18S rRNT-ni ehtiva edən 40S kiçik alt vahid.
– 28S, 5.8S və 5S rRNT-dən ibarət 60S böyük alt vahid.
Eukaryotik ribosomlar ümumiyyətlə daha mürəkkəbdir, daha çox ribosomal zülal və tərcümə prosesini tənzimləyən əlavə amillər ehtiva edir.
Ribosomların hüceyrələrdə yeri
Ribosomlar iki əsas yerdə tapıla bilər:
1. Sitoplazmada sərbəst ribosomlar
Sərbəst ribosomlar ümumiyyətlə sitozolda istifadə ediləcək zülalları, məsələn, metabolik fermentləri və ya hüceyrənin struktur zülallarını sintez edir.
2. Ribosomlar kobud endoplazmatik retikulumla (kobud ER) birləşir.
Kobud ER-ə birləşmiş ribosomlar adətən hüceyrədən ifraz olunmaq, hüceyrə membranına daxil olmaq və ya lizosomlar kimi spesifik orqanoidlərə çatdırılmaq üçün zülallar istehsal edir. Ribosomlar birləşir, çünki kobud ER-də istehsal olunan polipeptid zənciri spesifik bir siqnal (siqnal peptidi) ehtiva etdikdə ribosomlarla qarşılıqlı təsir göstərən reseptorlar var.
Bundan əlavə, mitoxondriya və xloroplastlar kimi orqanoidlərin də öz ribosomları var ki, bunlar da prokaryotik ribosomlara (70S) daha çox bənzəyir. Bu, mitoxondriya və xloroplastların eukaryotik əcdadların hüceyrələri daxilində simbiotik şəkildə yaşayan prokaryotik orqanizmlərdən əmələ gəldiyini iddia edən endosimbioz nəzəriyyəsini dəstəkləyir.
Ribosom Komponentləri: rRNT və Zülal
Ribosomlar iki əsas komponentdən ibarətdir:
– Ribosomal RNT (rRNT): Bu, RNT-nin dominant formasıdır və ribosomun çərçivəsini və katalitik mərkəzini təşkil edir. rRNT peptid rabitələrinin əmələ gəlməsini katalizləşdirməkdən (peptidil transferaza aktivliyi) məsuldur.
– Ribosomal zülallar: rRNT-nin strukturunu sabitləşdirmək, alt vahidlərin yığılmasına kömək etmək və tərcümə amilləri ilə qarşılıqlı təsir göstərmək funksiyasını yerinə yetirir.
rRNT və zülalların birləşməsi dəqiq üçölçülü bir quruluş əmələ gətirir və bu da ribosomların tez və dəqiq işləməsinə imkan verir.
Ribosomlardakı Funksional Sahələr
Ribosoma aktiv şəkildə tərcümə edərkən, xüsusən də böyük alt hissədə çox vacib olan üç əsas sahə var:
1. A sahəsi (Aminoasil sahəsi)
mRNT kodonuna görə amin turşularını daşıyan tRNT üçün giriş nöqtəsi.
2. P saytı (Peptidil saytı)
Böyüyən polipeptid zəncirini daşıyan tRNT-nin yeri.
3. E sahəsi (Çıxış sahəsi)
Amin turşularını buraxan tRNT-nin çıxdığı yer.
tRNA-nın A-dan P-yə və daha sonra E-yə hərəkəti, ribosomun mRNA-nı üç əsas üzrə (kodon-kodon) “oxuması” nəticəsində baş verir.
Zülal Sintezində Ribosomların Funksiyası
Ribosomların əsas funksiyası tərcümədir və mRNT-dəki nukleotid ardıcıllığını amin turşusu ardıcıllığına çevirir. Tərcümə ümumiyyətlə üç mərhələyə bölünür:
1. Başlama
Bu mərhələdə ribosomun kiçik alt vahidi mRNT-yə birləşir və başlanğıc kodonu (adətən AUG) axtarır. Metionin daşıyan inisiator tRNT də qoşulur. Başlanğıc kodon yerində olduqdan sonra böyük alt vahidlər aktiv ribosom əmələ gətirmək üçün birləşir.
2. Uzatma
Ribosoma mRNT boyunca hərəkət edərək polipeptid zəncirini uzadır. Amin turşusunu daşıyan tRNT A nahiyəsinə daxil olur və burada P nahiyəsindəki zəncirə birləşir. Daha sonra ribosoma bir kodonu dəyişdirərək tRNT-ni çıxarır və növbəti tRNT üçün yer açır.
3. Xitam
Ribosoma stop-kodonla (UAA, UAG və ya UGA) qarşılaşdıqda, həmin kodon üçün uyğun tRNT olmur. Bunun əvəzinə, terminasiya faktoru daxil olur və polipeptid zəncirinin sərbəst buraxılmasını tetikler. Daha sonra ribosoma iki alt hissəyə ayrılır və təkrar istifadəyə hazır olur.
Antibiotik Hədəfləri Kimi Ribosomlar
Prokaryotik ribosomlar struktur olaraq eukaryotik ribosomlardan fərqlənir. Bu fərq tibbdə istifadə olunur, çünki bəzi antibiotiklər insan ribosomlarına əhəmiyyətli dərəcədə zərər vermədən bakterial ribosomları inhibə edə bilər. Məsələn:
– Tetrasiklin tRNT-nin A sahəsinə daxil olmasını maneə törədir.
– Xloramfenikol peptidil transferazanın fəaliyyətini inhibə edir.
– Streptomisin mRNT-nin səhv oxunmasına səbəb ola bilər.
Lakin, antibiotiklərin istifadəsi uyğun olmalıdır, çünki bakteriyalar mutasiya və ya digər müdafiə mexanizmləri vasitəsilə müqavimət inkişaf etdirə bilər.
Nəticə
Ribosomlar zülal sintezi yeri kimi fəaliyyət göstərən həyati vacib orqanoidlərdir. Ribosom strukturu iki alt hissədən ibarətdir: böyük və kiçik, əsas komponentləri rRNT və ribosomal zülallardır. Ribosomların nizamlı və dəqiq tərcümə prosesini təmin edən A, P və E sahələri var. Hüceyrə ehtiyacları üçün zülal istehsalında mühüm rol oynamaqla yanaşı, ribosomlar prokaryotik və ökaryotik ribosomlar arasındakı fərqlərə görə müxtəlif antibiotiklərin hədəfinə çevrilir. Ribosomların strukturunu və funksiyasını anlamaqla, həyatı təmin edən fundamental proseslərin nə qədər mürəkkəb və əlaqələndirilmiş olduğunu görə bilərik.
