Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Polyribosome (или полисом или ergosome ) представляет собой группу рибосом , связанных с молекулой мРНК , как «борта» на «нити». [1] Он состоит из комплекса молекулы мРНК и двух или более рибосом, которые транслируют инструкции мРНК в полипептиды . Первоначально «эргосомы» были придуманы в 1963 году, они были дополнительно охарактеризованы Джонатаном Уорнером, Полом М. Кнопфом [2] и Алексом Ричем .

Полисомы образуются во время фазы элонгации, когда рибосомы и факторы элонгации синтезируют кодируемый полипептид. Множественные рибосомы перемещаются по кодирующей области мРНК, создавая полисому. Способность множества рибосом функционировать на молекуле мРНК объясняет ограниченное количество мРНК в клетке. [3] Структура полирибосом различается между прокариотическими полисомами, эукариотическими полисомами и мембраносвязанными полисомами. [1] Полисомную активность можно использовать для измерения уровня экспрессии генов с помощью метода, называемого полисомным профилированием. [4]


Структура [ править ]

Технологии электронной микроскопии, такие как окрашивание [5] металлическое затенение [6] и ультратонкие срезы клеток, были оригинальными методами определения структуры полисом. Развитие методов криоэлектронной микроскопии позволило повысить разрешение изображения, что привело к более точному методу определения структуры. Различные структурные конфигурации полирибосом могут отражать различную трансляцию мРНК. Исследование соотношения полирибосомной формы показало, что после нескольких раундов трансляции было обнаружено большое количество круглых и зигзагообразных полисом. Более длительный период трансляции вызвал образование плотно упакованных трехмерных спиральных полисом. [1] Разные клетки производят разные структуры полисом.

Прокариотический [ править ]

Было обнаружено, что бактериальные полисомы образуют двухрядные структуры. В этой конформации рибосомы контактируют друг с другом через более мелкие субъединицы. Эти двухрядные структуры обычно имеют «синусоидальную» (зигзагообразную) или трехмерную спиральную траекторию. В «синусоидальном» пути существует два типа контакта между небольшими субъединицами - «сверху вниз» или «сверху вниз». На трехмерной спиральной траектории наблюдается только контакт «вершина-вершина». [1]

Полисомы присутствуют в архее, но о структуре известно немногое. [7]

Эукариотический [ править ]

В ячейках [ править ]

Исследования in situ (в клетке) показали, что полисомы эукариот обладают линейной конфигурацией. Были обнаружены плотно упакованные трехмерные спирали и плоские двухрядные полисомы с переменной упаковкой, включая контакты «сверху-вверх», подобные прокариотическим полисомам. Эукариотические 3-D полирибосомы похожи на прокариотические 3-D полирибосомы в том, что они представляют собой «плотно упакованные левые спирали с четырьмя рибосомами на оборот». Эта плотная упаковка может определять их функцию в качестве регуляторов трансляции, поскольку трехмерные полирибосомы обнаруживаются в клетках саркомы с помощью флуоресцентной микроскопии. [1]

Без клетки [ править ]

Атомно-силовая микроскопия, используемая в исследованиях in vitro , показала, что кольцевые эукариотические полисомы могут быть образованы свободной полиаденилированной мРНК в присутствии фактора инициации eIF4E, связанного с 5'-кэпом, и PABP, связанного с 3'-поли (A) хвостом. Однако это взаимодействие между кэпом и поли (A) -хвостом, опосредованное белковым комплексом, не является уникальным способом циркуляризации полисомальной мРНК. Было обнаружено, что топологически кольцевые полирибосомы могут быть успешно образованы в трансляционной системе с мРНК без кэпа и без поли (A) хвоста, а также с кэпированной мРНК без 3'-поли (A) хвоста. [1]

Привязанный к мембране [ править ]

Полирибосомы, связанные с мембранами, ограничены двумерным пространством, заданным поверхностью мембраны. Ограничение межрибосомных контактов вызывает конфигурацию округлой формы, в которой рибосомы располагаются вдоль мРНК, так что сайты входа и выхода образуют гладкий путь. Каждая рибосома повернута относительно предыдущей, напоминая плоскую спираль. [1]

Профилирование [ править ]

Полисомное профилирование - это метод, в котором для остановки трансляции используется циклогексимид, а для отделения полученного клеточного экстракта центрифугированием - градиент сахарозы. [3] Связанные с рибосомами мРНК мигрируют быстрее, чем свободные мРНК, а мРНК, связанные с полисомами, мигрируют быстрее, чем связанные с рибосомами мРНК. Несколько пиков, соответствующих мРНК, выявляются путем измерения общего белка в градиенте. Соответствующая мРНК связана с увеличением числа рибосом в виде полисом. Присутствие мРНК в градиенте указывает на трансляцию мРНК. Профилирование полисом оптимально применяется к культивируемым клеткам и тканям для отслеживания статуса трансляции идентифицированной мРНК, а также для измерения плотности рибосом. [4] Этот метод использовался для сравнения статуса трансляции мРНК в разных типах клеток.

Например, профилирование полисом было использовано в исследовании для изучения влияния вируса везикулярного стоматита (VSV) на клетки млекопитающих. [8] Данные полисомного профилирования показали, что мРНК хозяина вытесняются вирусными мРНК для полисом, что снижает трансляцию мРНК хозяина и увеличивает трансляцию вирусной мРНК. [8]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Б с д е е г Афонина З.А., Широков В.А. (январь 2018). «Трехмерная организация полирибосом - современный подход». Биохимия. Биохимия . 83 (Дополнение 1): S48 – S55. DOI : 10.1134 / S0006297918140055 . PMID  29544430 .
  2. ↑ Cambra K (весна 2017 г.). "Пол М. Кнопф, доктор философии" . Коричневая медицина . Брауновский университет . Проверено 24 июля 2017 года .
  3. ^ a b King HA, Гербер AP (январь 2016 г.). «Профилирование трансатома: методы анализа трансляции мРНК в масштабе генома» . Брифинги по функциональной геномике . 15 (1): 22–31. DOI : 10.1093 / bfgp / elu045 . PMID 25380596 . 
  4. ^ a b Li S, Le B, Ma X, Li S, You C, Yu Y и др. (Декабрь 2016 г.). Ци Дж (ред.). «Биогенез фазированных миРНК на мембраносвязанных полисомах Arabidopsis» . eLife . 5 : e22750. DOI : 10.7554 / eLife.22750 . PMC 5207768 . PMID 27938667 .  
  5. ^ https://www.thefreedictionary.com/Staining+(microscopy)
  6. ^ https://medical-dictionary.thefreedictionary.com/metal+shadowing
  7. ↑ French SL, Santangelo TJ, Beyer AL, Reeve JN (апрель 2007 г.). «Транскрипция и перевод в архее сочетаются друг с другом» . Молекулярная биология и эволюция . 24 (4): 893–5. DOI : 10.1093 / molbev / msm007 . PMID 17237472 . 
  8. ^ a b Neidermyer WJ, Whelan SP (июнь 2019 г.). «Глобальный анализ полисом-ассоциированной мРНК в клетках, инфицированных вирусом везикулярного стоматита» . PLOS Патогены . 15 (6): e1007875. DOI : 10.1371 / journal.ppat.1007875 . PMC 6608984 . PMID 31226162 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Теоретическая и экспериментальная структура полисома