Bilim Nedir

RİBOZOM NEDİR

Tarafından yazılmıştır admin

Canlılarda proteinler kadar farklı görevleri olan başka hiçbir biyomolekül yoktur. Hücrelere oksijen taşınmasından vücut sıcaklığının düzenlenmesine, kasların hareketinden besinlerin sindirimine kadar proteinler hemen hemen tüm biyolojik olaylarda görev alırlar. Proteinlerin olmadığı bir yaşam şekli henüz bilinmiyor. Hücrenin en geniş biyomolekül ailesi olan proteinler, nanometre büyüklüğündeki ribozom adı verilen yapılarda sentezlenir.

Nerede Bulunuyorlar

Ribozomlar tüm hücrelerde bulunur. Hücre içinde sitoplazmada veya endoplazmik retikuluma tutunmuş olarak bulunduğu gibi mitokondri ve kloroplast gibi hücre içi organellerde de bulunurlar. Sitoplazma içerisindeki serbest ribozomlar daha çok hücre içinde görevleri olan proteinleri sentezlerken, endoplazmik retikuluma tutunmuş olanlar ise genellikle hücre dışına gönderilen, hücre zarında veya bazı organellerde işlevi olan proteinleri sentezlerler. Bir hücredeki ribozom sayısı on binlerle ifade edilir. Örneğin koli basili (E. coli) bakterisindeki ribozom sayısı on beş binden fazladır. Bu sayı ökaryot hücrelerde bir milyondan fazla olabilir.

Ribozomların Yapısı

Protein sentezini canlandıran bilgisayar ortamında oluşturulmuş bir resim. Ribozomun iki alt birimi arasından geçen mRNA zinciri, ikisi zincirle eşleşmiş biri serbest halde üç tRNA molekülü ve bir inci dizisini andıran, yeni oluşmaya başlamış bir protein zinciri görülüyor.

Ribozomlar protein sentezini gerçekleştiren yapılardır. Boyutları 20-30 nm (nanometre) çapındadır (1 nm, 1 metrenin milyarda biri). Bu kadar küçük ve incelenmesi güç olan ribozomların üç boyutlu yapılarının detaylı bir şekilde aydınlatılması biyoloji alanındaki en önemli gelişmelerden biridir. Her ribozom iki temel alt üniteden oluşur. Bu üniteler protein üretimi sırasında bir araya gelirler, diğer zamanlardaysa ayrı dururlar. Prokaryot (bakteriler gibi, gerçek bir çekirdeği olmayan hücreler) ve ökaryot (çekirdeği olan hücreler) hücrelerde ribozomların temel şekilleri aynı olmakla birlikte alt ünitelerinin büyüklükleri ve iç detayları farklıdır. Ribozomlarda ağırlık gram ile değil S ile belirtilir. Svedberg biriminin kısaltması olan S yüksek devirli santrifüjde organelin hücre özütünden ayrılarak çöktüğü hızla ilgili bir değerdir. S değerleri direk olarak toplanmaz. Mesela ribozomun 30 S büyüklükteki birimiyle 50 S büyüklükteki birimi toplamda 80 S değil 70 S’lik bir büyüklük oluşturur. Prokaryot hücrelerin ribozomları 50 S ve 30 S’lik alt üniterlerden oluşurken, ökaryotlarda 60 S ve 40 S’lik alt üniteler bulunur. Protein üretimi sırasında iki alt ünite bir araya gelerek ribozomu oluşturur. Ribozomların üçte ikisi RNA’dan, geri kalan üçte biriyse proteinlerden oluşur. Ribozomlardaki RNA’lara ribozomal RNA veya kısaca rRNA denir. rRNA’lar ribozomun üç boyutlu yapısının temelini oluşturur. Çekirdeksiz ve çekirdekli hücrelerdeki rRNA’ların yapıları ve sayıları farklıdır. Çekirdeksiz hücrelrin ribozomları üç farklı rRNA molekülünden oluşur, çekirdekli hücrelerinkiyse dört farklı rRNA’dan oluşur. rRNA’lar üzerinde bulunan proteinlerin sayıları yüksektir. Prokaryotik hücrelerdeki ribozomlar en az 55 farklı protein içerir, bu miktar ökaryotlarda en az 80’dir. Tüm bunlar ribozomların basit birimler olmadığını ve çol küçük boyutlarda olmalarına rağmen olağanüstü fabrika olduklarını kanıtlıyor. Ribozomlardaki her proteinin görevleri henüz tam keşfedilemedi, fakat her geçen yıl ilerleyen teknolojiyle birlikte yapılan yeni araştırmalar sayesinde bilinmeyen özellikleri öğreniliyor. Bu proteinlerin bir kısmı yapısal görevler üstlenirken bir kısmı da enzim olarak görev alır.

Bakterilerle Savaşta Önemli Bir Hedef

Tüm hücreler gibi bakterilerin canlılıklarının devamı proteinlere bağlıdır. Ribozomları devre dışı kalan bakteriler organizmada yaşamını devam ettiremez. Bakterilere karşı kullandığımız antibiyotiklerin çoğu ribozomları hedef alır. Bakteri ribozomlarının yapısal olarak insan ribozomlarından farklı olması onları antibiyotikler için iyi bir hedef konumuna getirir.

Ribozomların Sentezi

Ribozomların üretimi çekirdekçik, çekirdek ve sitoplazmada bulunan 200’den fazla farklı molekülün birlikte çalışmasıyla gerçekleşir. Ökaryot hücrelerde ribozomu oluşturan iki temel alt ünitenin her birinin sentezi, çekirdek içinde özel bir bölge olan çekirdekçikte başlar ve sitoplazmada tamamlanır.

Ribozomların rRNA ve proteinlerden oluştuğunu belirtmiştik. rRNA sentezi çekirdekçikte gerçekleştirilir. Sentezden sonra rRNA bazı ön işlemlerden geçirilerek kullanıma hazır hale getirilir. Ribozomal proteinler ise sitoplazmada yine ribozomlarda sentezlenir ve sonra çekirdeğe, oradan da çekirdekçiğe gönderilir. Çekirdekçikte bu proteinler rRNA ile birleştirilerek ribozomları oluşturan temel alt üniteler oluşturulur. Alt üniteler görevleri sona erdiğinde sitoplazmaya geri gönderilir.

Ribozomların İşlevi

Ribozomların en öenmli görevi hücrenin ve canlının gerek duyduğu proteinleri üretmektir. Ribozomlar bağımsız protein sentezleyemezler, protein sentezi hücre içinde çeşitli aşamalarda kontrol edilir. Ribozomların görevi protein sentezi incelenerek anlaşılır. Protein üretimi iki safhada olur;

  1. DNA’daki bilgilerin mRNA olarak kopyalanması: Bu safhaya transkripsiyon denir. Binlerce gen içeren DNA’nın sitoplazmaya geçmesi ve ilgili bölgenin ribozomlar tarafından okunması imkansız olduğundan bir haberciye gereksinim vardır. Bu amaçla öncelikle DNA’da okunması istenen gerekli alandaki bilgiye göre bir mesajcı RNA (mRNA) sentezlenir. Bu mRNA sadece DNA’daki gerekli bilgiyi taşır. mRNA çekirdek zarındaki özel kanallardan geçerek sitoplazmaya çıkar ve ribozomlara ulaşır. Kısacası mRNA nasıl bir proteinin sentezlenmesi gerektiği bilgisini DNA’dan alıp eksiksiz olarak ribozoma ulaştırır. Getirilen mesajda üretilmesi planlanan proteinin tüm bilgileri mevcuttur. mRNA’daki bilgiler nükleotid adı verilen yapı birimleri (RNA için adenin, guanin, sitozin ve urasil) kullanılarak yazılır ve arada hiçbir başka işaret bulunmaz. Kullanılan harf veya sembol miktarı yalnız dörttür. Tüm mesaj bu dört harf kullanılarak arada boşluk olmadan bir kelime olarak basılır.
  2. mRNA’daki bilgilere göre ribozomlarda protein üretimi: Ribozom mRNA tarafından getirilen bilgiye göre protein üretir. Bu safhaya translasyon denir. Ribozom mRNA’daki bilgileri, amino asit alfabesini kullanarak (20 çeşit amino asit) yeniden yazar; bu alfabeye göre oluşturulan protein veya peptiddir. mRNA’daki her üç nükleotid bir amino aside denk gelir. Proteinlerin yapıtaşı olan amino asitler uygun taşıyıcı RNA’lar (tRNA) tarafından ribozomlara getirilir. Üretim (sentez) ribozomlarda olur. Üretim sırasında sadece ribozomlar bulunan değil sitoplazmada olan çok sayıda yardımcı protein de rol alır.

Polizomlar

Ribozomlar aynı mRNA molekülü üzerinde arka arkaya sıralanarak polizom veya poliribozom denen birlikleri meydana getirir. Bu durum çok önemlidir. Hücre aynı proteinin fazla miktarda kopyasına gereksinim duyabilir. Bu durumda hemen tek bir mRNA ve tek bir ribozomla fazla sayıda gereken proteini üretmesi mümkün olmayacaktır. Böyle durumlarda bir mRNA’nın kullanılmasıyla kısa zamanda çok sayıda aynı proteini sentezlemek için çok sayıda ribozoma ihtiyaç vardır.

Protein sentezi sırasında mRNA ribozom içinden geçer ve ucu ilk ribozomdan çıktığında ikinci ribozom tarafından alınır ve aynı proteinin yeni bir kopyası üretilmeye başlanır. Bu arada ilk ribozom mRNA’nın geri kalan kısmını okumaya devam eder. mRNA’nın ucu ikinci ribozomdan çıktığı zaman üçüncü ribozom tarafından alınır ve olay bu şekilde ihtiyaç kadar devam eder. Böylece tek mRNA zinciri aynı zamanda fazla miktarda ribozom tarafından okunarak istenilen kadar proteini kısa sürede üretir.

Prokaryot ve ökaryot hücreler polizomları kullanır. Ökaryot hücrelerde mRNA bazı ön işlemlerden geçtikten sonra sitozole sevk edilir yani protein sentezi mRNA sentezi ve mRNA üzerindeki birtakım görevler bittikten sonra başlar. Bakterilerdeyse ribozomlar ile DNA arasında bir duvar bulunmaz. Bu sebeple mRNA sentezi bitmeden de ribozom mRNA’nın başını alarak proteini üretmeye başlar.

Yazar Hakkında

admin

Yorum Yap

%d blogcu bunu beğendi: