Какие особенности строения и функций рибосом

Рибосома: функции и строение

Рибосома, функции которой будут рассмотрены в этой статье, – это частица, которая расположена непосредственно внутри клетки. Основная функция этой частицы – биосинтез белка. Основная, но не единственная.

Первооткрывателем рибосомы принято считать биолога Джорджа Палладе. Свое открытие он сделал в 1953 году, используя в своей работе электронный микроскоп.

Если говорить о вкладе русских ученых в изучении рибосомы, то стоит выделить работу биохимика академика А. С. Спирина.

Внешний вид рибосомы и ее другие особенности

Если внимательно рассмотреть клетку на электронных микрофотографиях, то можно увидеть небольшие частицы, расположенные в цитоплазме. Этими частицами и являются рибосомы.

Название «рибосома» состоит из двух частей. Первая походит от «рибонуклеиновая кислота», а вторая в переводе с греческого «сома» – тело.

Размер рибонуклеиновых частиц клетки колеблется в пределах 15-20 нм, а количество их полностью зависит от процесса биосинтеза белка, а именно – его интенсивности. Как правило, рибосом может быть около 5000 штук, в некоторых случаях – до 90 000. Если говорить о массе этого количества частиц, она порой может доходить до четверти массы самой клетки.

Форма рибосомы больше напоминает сферу, но однозначно констатировать этот факт невозможно. А вот функция рибосом в клетке связана с биосинтезом белка, и это подтвержденный факт.

По своей химической природе эти частицы относятся к нуклеопротеидам (комбинация нуклеиновых кислот с белком), которые состоят из рибонуклеиновой кислоты.

Прокариотический тип

Существует два типа рибосомы, строение и функции которых немного отличаются друг от друга.

Первый тип характерен для клеток бактерий и зеленых водорослей, то есть прокариотических организмов. Ее название – 70S рибосома, функции она выполняет все те же. Число в названии означает коэффициент седиментации (величина, которая определяет размер и форму макромолекул, а также скорость осаждения определенной микрочастицы, в данном случае рибосомы, в достаточно сильном гравитационном поле). Для этого типа он составляет 70 единиц Сведберга. Данные рибосомы состоят из двух неравноправных частиц: 30S и 50S. В первой составляющей находится одна молекула белка, во второй – две молекулы РНК. Основная функция, которую выполняют молекулы белка, входящие в состав рибосомы – структурная.

Эукариотический тип

Второй тип рибосом был обнаружен в клетках эукариотов (растительные или же животные организмы, у которых в клетках присутствует четко выраженное ядро). Название этой субчастицы – 80S. Рибосомы, функции которых заключаются в синтезе белка данного класса, состоят из равных частей РНК и белка. Но все те же две неравные субъединицы есть и в них (60S и 40S).

Рибосомы: строение и функции

Рибосома состоит из двух неравных субъединиц.

Большая субчастица, в свою очередь, состоит из:

• одной молекулы рибосомальной РНК, которая является высокополимерной;
• одной молекулы РНК, которая является низкополимерной;
• некоторого количества молекул белка, как правило, их около трех десятков.

Что касается меньшей субчастицы, то тут немного проще. В ее состав входят:

• молекула высокополимерной РНК;
• несколько десятков молекул белка, как правило, около 40 штук (молекулы при этом разнообразные по структуре и форме).

Молекула высокополимерной РНК необходима для того, чтобы все присутствующие белки соединить в одну целостную рибонуклеопротеидную составляющую клетки.

В процессе выполнения основной своей функции, то есть во время синтеза белка, рибосома выполняет и ряд дополнительных:

1. Связка, а также удержание всех составляющих так называемой белоксинтезирующей системы. Принято называть данную функцию информационной, или матричной. Рибосома функции эти распределяет между двумя своими субчастицами, каждая из которых выполняет свою определенную задачу в данном процессе.
2. Рибосомы выполняют функцию каталитическую, которая заключается в образовании особой пептидной связи (амидная связь, которая возникает как при образовании белков, так и при возникновении пептидов). Сюда же можно отнести и гидролиз ГТФ (субстрата для синтеза РНК). За выполнение этой функции отвечает большая субъединица рибосомы. Именно в ней находятся специальные участки, в которых и происходит процесс синтеза пептидной связи, а также центр необходимый для гидролиза ГТФ. Помимо этого именно большая субъединица рибосомы во время биосинтеза белка удерживает на себе цепь, которая постепенно вырастает.
3. Выполняет рибосома функции механического передвижения субстратов, к коим относятся иРНК и тРНК. Иными словами, они отвечают за транслокацию.

В качестве заключения

Буквально каждая из субъединиц рибосомы, как большая, так и маленькая, может проявлять в некоторой степени те функции, которые непосредственно с ней связаны, отдельно от своей «соседки». Однако выполнять функцию транслокации может лишь рибосома в полном составе.

Можно смело сказать, что существует четкое разделение функций между частицами рибосомы. Малая часть отвечает за выполнение приема, а также расшифровку генетической информации. А вот большая частица принимает непосредственное участие в транслитерации.

Каковы особенности строения и функций рибосом?

ЦИТОЛОГИЯ ВАРИАНТ 3

Функцию накопления желчи в клетке печени выполняет

1. лизосома 2. вакуоль 3. комплекс Гольджи 4.цитоплазма

Какие органоиды отсутствуют в клетках грибов?

1. Пластиды 2. Ядро 3. Вакуоль 4. Митохондрии

Какое значение для формирования научного мировоззрения имело создание клеточной теории М. Шлейденом и Т. Шванном?

4. Хлоропласты в растительной клетке расположены в

1. Ядре 2. клеточной стенке 3. Цитоплазме 4. Вакуолях

Гликокаликс представляет собой

1. клеточную стенку растений

2. мембрану клеток животных

3. поверхностный слой мембраны растительных клеток

4. поверхностный слой мембраны животных клеток

6. Организмы растений, животных, грибов и бактерий состоят из клеток – это свидетельствует о

1. единстве органического мира 3. разнообразии строения живых организмов

2. связи организмов со средой обитания 4. сложном строении живых организмов

Бактерии, в отличие от растений, имеют

1. специализированные половые клетки

2. одну кольцевую молекулу ДНК в клетке

3. ядро, обособленное от цитоплазмы ядерной оболочкой

4. две и более хромосом

Клетку считают единицей роста и развития организмов, так как

1. она имеет сложное строение

2. организм состоит из тканей

3. число клеток увеличивается в организме путем митоза

4. образуются гаметы путем мейоза

Хлоропласты, в отличие от митохондрий, имеются в клетках

1. Грибов 2.животных 3.Водорослей 4.всех бактерий

Растительная клетка, в отличие от животной, имеет

1. плазматическую мембрану 3. аппарат Гольджи

2. митохондрии 4. пластиды

11. Цитоплазма в клетке не выполняет функцию

1. транспорта веществ 3. внутренней среды

2. взаимосвязи ядра и органоидов 4. фотосинтеза

Сходство клеток прокариот и эукариот состоит в том, что они имеют

1. Цитоплазму 2. комплекс Гольджи 3. митохондрии 4. ядро

Клетки животных относят к группе эукариотных, так как они имеют

1. Хлоропласты 3. плазматическую мембрану

2. Оболочку 4. ядро, отделенное от цитоплазмы оболочкой

К прокариотам относят

1. вирусы и бактериофаги 3. бактерии и синезеленые

2. водоросли и простейшие 4. грибы и лишайники

Какую функцию выполняют в клетке лизосомы?

1. расщепляют биополимеры до мономеров

2. окисляют глюкозу до углекислого газа и воды

3. осуществляют синтез органических веществ

4. синтезируют полисахариды из глюкозы

В рибосомах, в отличие от комплекса Гольджи, происходит

1. окисление углеводов 3. синтез молекул белка

2. гидролиз липидов 4. расщепление нуклеиновых кислот

В чем проявляется сходство хлоропластов и митохондрий?

Митохондрии, как и лизосомы, отсутствуют в клетках

1. Бактерий 2. грибов 3. животных 4. растений

19. Установите соответствие между особенностью строения клетки и царством, для которого оно характерно.

20. В пробирку поместили рибосомы из разных клеток, весь набор аминокислот и одинаковые молекулы иРНК и тРНК, создали все условия для синтеза белка. Почему в пробирке будет синтезироваться один вид белка на разных рибосомах?

Плотная оболочка отсутствует в клетках

1. Бактерий 4. млекопитающих

2. Земноводных 5. грибов

3. Птиц 6. растений

22. Клеточный центр в процессе митоза отвечает за

1. биосинтез белков 3. спирализацию хромосом

2. перемещение цитоплазмы 4. образование веретена деления

Почему бактерии нельзя отнести к эукариотам?

Назовите органоид растительной клетки, изображенный на рисунке, его структуры, обозначенные цифрами 1-3, и их функции.

Запасным углеводом в животной клетке является

1. Крахмал 2. гликоген 3. хитин 4. целлюлоза

Какие элементы строения клеточной мембраны обозначены на рисунке цифрами 1, 2, 3 и какие функции они выполняют

Каковы особенности строения и функций рибосом?

1. участвуют в реакциях окисления

2. участвуют в синтезе белков

3. отграничены от цитоплазмы мембраной

4. состоят из двух частиц – большой и малой

5. размещаются в цитоплазме и на каналах ЭПС

Строение рибосомы

Содержание

1. Строение
2. Функции
3. Что мы узнали?

Бонус

• Тест по теме

Строение

Рибосома – это немембранная органелла, состоящая из двух частей – субъединиц. Рибосомы попадают на ЭПС или в цитоплазму из ядрышка через поры мембранной стенки ядра.
В зависимости от расположения рибосомы бывают двух видов:

• связанные – оседают на ЭПС;
• свободные – находятся в цитоплазме.

Субъединицы делятся на два типа – большие и малые. Каждая часть состоит из смеси нуклеиновых кислот и протеина, т.е. по химической структуре рибосома является нуклеопротеидом.

Рис. 1. Строение рибосом.

В состав рибосом эукариотической клетки входят четыре вида рибосомальной РНК (рРНК), различающихся количеством нуклеотидов:

• 18S – 1900 нуклеотидов;
• 5S – 120 нуклеотидов;
• 5,8S – 160 нуклеотидов;
• 28S – 4800 нуклеотидов.

18S-рРНК и 30-35 белков составляют малую субъединицу, остальные рибонуклеиновые кислоты и 45-50 белков входят в состав большой субъединицы. Большая субъединица прокариот включает два вида РНК, а малая – один.

В ядрышке субъединицы синтезируются по отдельности. Они собираются в месте в единую рибосому только для работы – синтеза белка, который происходит на матричной РНК. Субъединицы обхватывают мРНК, собираясь в комплексы, которые называются полисомами или полирибосомами.

Рис. 2. Полисомы и мРНК.

По строению рибосомы животной клетки ничем не отличаются от растительной клетки. Однако клетки растений содержат значительно меньше рибосом, т.к. основную роль в обмене веществ играют хлоропласты.

Функции

Главная функция органоида – синтез белка.
Биосинтез белка включает несколько компонентов:

• мРНК;
• рРНК;
• полипептид;
• 20 аминокислот;
• ГТФ (гуанозинтрифосфат) в качестве источника энергии;
• рибосомальные белки;
• белковые факторы, регулирующие процесс.

Биосинтез происходит в два этапа:

• транскрипция – считывание и копирование информации с ДНК, образование мРНК;
• трансляция – синтез белка на рибосомах с помощью транспортной РНК (тРНК).

Матричная РНК – слепок, шаблон с ДНК, по которому рибосома синтезирует белок. Самая короткая рибонуклеиновая кислота – транспортная РНК – переносит аминокислоты к месту синтеза белка, выстраивая полипептидную цепь. При этом для каждой аминокислоты существует своя тРНК.

Процесс трансляции включает три фазы:

• инициацию – рибосома прикрепляется к началу мРНК;
• элонгацию – собственно синтез белка, образование полипептидной цепи;
• терминацию – высвобождение синтезированной цепи от рибосомы.

Элонгация происходит довольно быстро. За секунду полипептидная цепь увеличивается примерно на 20 аминокислот. Высвобождению цепи способствуют стоп-кодоны (УАА, УАГ, УГА) на мРНК. Данные кодоны не кодируют аминокислоты, и синтез на них заканчивается.

Рис. 3. Синтез белка на рибосомах.

В состав рибосом входит 10 % всего клеточного белка и 80 % клеточной РНК.

Что мы узнали?

Выяснили, каковы особенности строения и функций рибосом. Рибосома представляет собой плотную немембранную структуру, состоящую из белка и рРНК. Рибосомы находятся в растительных и животных клетках на ЭПС и в цитоплазме. Органеллы осуществляют синтез белка, считывая информацию с ДНК (создают мРНК) и синтезируя полипептидную цепь с мРНК.

Источники:

https://www.syl.ru/article/184735/new_ribosoma-funktsii-i-stroenie
https://megaobuchalka.ru/15/22491.html
https://obrazovaka.ru/biologiya/stroenie-ribosomy-osobennosti.html