Рибосомы и тельца включения

Клетка является структурной и функциональной единицей жизни. Прокариотические клетки представляют собой бактерии, сине-зеленые водоросли, микоплазму и PPLO (организмы, подобные плевропневмонии). Размер прокариотических клеток обычно небольшой (0,1-5,0 мкм). Он имеет одну организацию конверта. У прокариот ДНК голая, т. е. без связи с гистонами, обычно кольцевая. Размеры эукариотических клеток больше, чем у прокариотических (5-100 мкм). Он имеет две организации конверта. В этих клетках ядерная ДНК связана с гистоновыми белками. Ядерная ДНК линейна, тогда как внеядерная ДНК обычно имеет кольцевую форму. Цитоплазма представляет собой желеобразную полужидкую массу протоплазмы, за исключением ядра. В него входят все остальные компоненты – цитоплазматический матрикс, клеточные органеллы и клеточные включения. Органеллы клетки представляют собой субклеточные структуры. Они могут выполнять свои функции и вне цитоплазмы при условии снабжения их веществами, в норме обеспечиваемыми клеткой. Клеточные органеллы включают митохондры, пластиды, эндоплазматический ретикулум (ЭР), комплекс Гольджи, лизосомы, микротельца, рибосомы, цитоскелетные структуры, жгутики и реснички, центриоли, вакуоли и ядра. Ниже приводится подробное объяснение рибосом и телец включения.

Рибосомы

Рибосомы представляют собой голые рибонуклеопротеидные протоплазматические частицы (РНП) длиной 200–340 Å и диаметром 170–240 Å, которые выполняют функцию мест синтеза белков или полипептидов. В клетке встречается много рибосом, например, одна клетка E. coli имеет 20000-30000 рибосом. В эукариотических клетках их количество в несколько раз больше. Рибосомы известны как белковые фабрики . Они имеют субсферические очертания и не имеют покровной оболочки. Каждая рибосома состоит из двух неравных субъединиц, большей куполообразной и меньшей яйцевидной. Более крупная субъединица имеет выпуклость, возвышение и изгиб. Меньшая субъединица, которая составляет примерно половину размера большей субъединицы, имеет платформу, расщелину, головку и основание. Меньшая субъединица надевается на большую с одного конца, как колпачок. Mg ₂₊ необходим ^для связывания двух субъединиц. Две субъединицы диссоциируют ниже 0,0001 М Mg ₂ ⁺ , в то время как выше этой концентрации рибосомы могут объединяться, образуя димеры. Роль ^также приписывается Ca ₂₊ , Mn ₂₊ и Co ^{++ .}

Вхождение

Рибосомы могут образовывать спиральные или спиральные группы, называемые полирибосомами или полисомами . Различные рибосомы полирибосомы связаны цепью мРНК. Полирибосомы образуются в периоды активного синтеза белка, когда необходимо несколько копий одного и того же полипептида. Их обслуживание требует энергии.

Рибосомы есть во всех живых клетках, за исключением эритроцитов млекопитающих. Рибосомы бывают двух видов: цитоплазматические и органеллы. Рибосомы органелл находятся в пластидах (пластидные рибосомы) и митохондриях (миторибосомы). Цитоплазматические рибосомы (миторибосомы) могут оставаться свободными в цитоплазматическом матриксе или прикрепляться к поверхности эндоплазматического ретикулума через более крупные или 60S-субъединицы. Прокариотические клетки имеют только свободные цитоплазматические рибосомы. Все три типа рибосом продуцируют разные типы белков, например, структурные белки из свободных цитоплазматических рибосом и глобулярные белки из рибосом, связанных с ЭР. Связанные рибосомы обычно переносят свои белки в цистерны эндоплазматического ретикулума для транспорта в другие части как внутри, так и вне клетки. Эти белки также отправляются во внутриклеточные органеллы, такие как ядро, митохондрии и хлоропласты. Особые белки, называемые шаперонами, помогают новообразованным белкам в их складывании и транспортировке.

Размер

Размер рибосом определяется коэффициентом седиментации в центрифуге, который измеряется как единица Сведберга, называемая S (S = 1 x ^10–13 с). Цитоплазматические рибосомы эукариот имеют размер 80 S (имеют размеры 300–340 Å x 200–240 Å и вес 4–4,5 млн дальтон), а у прокариот — 70 S (имеют размер 200–290 Å x 170–210 Å и вес). 2,7-3,0 миллиона дальтон) Рибосомы органеллы также имеют 70 S, но в митохондриях млекопитающих они имеют коэффициент седиментации 55 S. Две субъединицы 80 S рибосом - 605 и 405, в то время как 70S рибосомы имеют 50 S и 30 S субъединицы и туннель. происходит между двумя субъединицами для прохождения мРНК. Более крупная субъединица имеет желоб для выталкивания вновь синтезированного полипептида. Есть два реактивных сайта, Р и А, сайт связывания тРНК и многих ферментов, связанных с синтезом белка.

80S рибосомы синтезируются внутри ядрышка, но не становятся функциональными внутри ядрышка. Их субъединицы выходят из ядра и становятся рабочими в цитоплазме. 70S рибосомы прокариот образуются в цитоплазме, а полуавтономные клеточные органеллы – в их матриксе.

Химический состав рибосом – белки и рРНК. В 70S рибосомах содержится больше рРНК, чем в белке (60-65:35-40), тогда как в 80S рибосомах верно обратное (40-44:56-60). 40S субъединица 80S рибосомы содержит 33 молекулы белка и одну 18S рРНК. 30S субъединица 70S рибосомы содержит 21 белковую молекулу и 16S рРНК. 60S субъединица 80S рибосомы содержит 50 белковых молекул и три типа рРНК – 28S, 5,8S и 5S, 50S субъединица 70S рибосомы содержит 32 белковые молекулы и два типа рРНК – 23S и 5S. Белки бывают структурными и ферментативными. Рибосомы клеток печени также могут содержать липиды в количестве 5-10%.

Типы рибосом

Рибосомы бывают двух типов: свободные и фиксированные (также известные как связанные с мембраной).

• Свободные рибосомы: некоторые из рибосом, расположенных в цитоплазме, не прикреплены к какой-либо другой органелле. Они свободно располагаются в цитоплазме в несвязанном состоянии. Их называют свободными рибосомами. Свободные рибосомы синтезируют белки в цитоплазме.
• Связанные с мембраной рибосомы: большинство рибосом в клетке расположены на поверхности эндоплазматического ретикулума. Они известны как прикрепленные или связанные рибосомы. Эти рибосомы производят белки, которые экспортируются из клетки наружу.

Функции

• Рибосомы – это места синтеза полипептидов или белков. Свободные рибосомы синтезируют структурные и ферментативные белки для использования внутри клетки, в то время как прикрепленные рибосомы синтезируют белки для транспорта.
• Они обеспечивают ферменты (например, пептидилтрансферазу) и факторы для конденсации аминокислот с образованием полипептидов.
• Они содержат рРНК для обеспечения точек присоединения к мРНК и тРНК.
• Рибосома имеет туннель для мРНК, чтобы она могла правильно транслироваться.
• Вновь синтезированный полипептид обеспечивает защиту от цитоплазматических ферментов, заключая его в бороздку большей субъединицы рибосомы до тех пор, пока он не попадет во вторичную структуру.

Инклюзивные органы

Запасной материал в прокариотических клетках хранится в цитоплазме в виде телец включения. Это не связанные с мембраной системы, они свободно лежат в цитоплазме, например гранулы фосфата, гранулы цианофитов и гранулы гликогена. Газовые вакуоли встречаются у сине-зеленых, пурпурных и зеленых фотосинтезирующих бактерий. Клеточные включения, также называемые эргастическими тельцами, представляют собой неживые вещества, присутствующие в клетках, которые могут находиться в растворимом или нерастворимом состоянии и могут быть органическими или неорганическими по своей природе. Они относятся к трем категориям – резервная пища, экскреторные или секреторные продукты и минеральные вещества. Тельца включения представляют собой необычные структуры разного размера и формы и обычно наблюдаются в нервных, эпителиальных или эндотелиальных клетках.

Тельца включения можно увидеть как в прокариотических, так и в эукариотических клетках. Они представляют собой большое разнообразие телец включения в различных типах клеток. У прокариот они в основном формируются для хранения запасных материалов. В клетках животных они хранят жиры и сахара, готовые к клеточному дыханию, а в клетках растений — гранулы таких материалов, как гликоген, крахмал и т. д.

Общие характеристики тел включения

• Они действуют как резервные депозиты.
• Клеточные включения, как правило, ацидофильные.
• В них клетки могут запасать большое количество питательных веществ и утилизировать их при недостатке в окружающей среде.
• Их можно увидеть как розовые структуры под микроскопом при окрашивании гипсом или красителем метиленовым синим.

Классификация тел включения

Тельца включения можно разделить на отдельные типы в зависимости от их расположения либо в ядре, либо в цитоплазме, либо в обеих клеточных органеллах. Различают следующие типы тел включения:

• Внутриядерные включения
• Инфекционные тельца включения.
• Внутрицитоплазматические включения.
• Физиологическое включение органов.

Тельца включения могут существовать в бактериальной или эукариотической клетке в виде кистозных поражений, грибковых инфекций, инфицированных вирусом клеток, бактериальных инфекций, аутоиммунных заболеваний, новообразований и дискразий крови.

Вирусные тела включения

Некоторые из примеров вирусных телец включения:

Внутрицитоплазматический Эозинофильный

• Тельца Негри при бешенстве
• Тельца Пашена при натуральной оспе
• Тела Боллинджера при птичьей оспе
• Тельца Хендерсона-Паттерсона в контагиозном моллюске
• Эозинофильные тельца включения при боидной болезни телец включения

Внутриядерный эозинофильный

• Тельца Торреса при желтой лихорадке
• Каудри типа А при вирусе простого герпеса
• Каудри типа В при полиомиелите и аденовирусе

внутриядерный базофильный

• Каудри типа В в аденовирусе
• Внешний вид глаза совы при цитомегаловирусе

Ключевые моменты о телах включения

• Тельца включения – это бактерии, использующие сероводород в качестве источника электронов, содержащие гранулы серы.
• Это цитоплазматические или ядерные комбинации окрашиваемых веществ.
• Некоторые бактерии сохраняют избыток углерода в виде гликогена или полигидроксиалканоатов.
• Когда гены одного организма экспрессируются в другом организме, белок синтезируется из телец включения.

Часто задаваемые вопросы о рибосомах и телах включения

Вопрос 1: Почему рибосомы называют белковыми фабриками?

Отвечать:

Ribosomes are the only cell organelle, involved in the synthesis of protein. Hence, they are called the protein factory of the cell.

Вопрос 2: Какие типы рибосом встречаются у прокариот и эукариот?

Отвечать:

Prokaryotes have 70S ribosomes and eukaryotes have 80S ribosomes.

Вопрос 3: Каков химический состав рибосомы?

Отвечать:

Ribosomes are made up of ribosomal proteins, ribosomal RNA (rRNA), enzymes, and metal ions.

Вопрос 4: Что такое тела включения?

Отвечать:

Inclusion bodies are found in bacteria as particles of aggregated protein. They have a higher density than many other cell components but are porous.

Вопрос 5: Каковы функции рибосом?

Отвечать:

Ribosomes have two main functions — decoding the message and the formation of peptide bonds.