POLISOM: CARACTERISTICI, TIPURI ȘI FUNCȚII - BIOLOGIE - 2025

Un polisom este un grup de ribozomi recrutați pentru traducerea aceluiași ARN mesager (ARNm). Structura este mai bine cunoscută sub numele de poliribozom, sau ergosom mai puțin obișnuit.

Polisomii permit creșterea producției de proteine ​​din acei mesageri care sunt supuși unei traduceri simultane de mai mulți ribozomi. Polisomii participă, de asemenea, la procesele de pliere co-translațională și la achiziția de structuri cuaternare de către proteinele nou sintetizate.

Poliribozomi bacterieni. CNX OpenStax, prin Wikimedia Commons

Polisomii, împreună cu așa-numitele corpuri P și granule de stres, controlează soarta și funcția mesagerilor din celulele eucariote.

S-au observat polisomi atât în ​​celulele procariote, cât și în cele eucariote. Aceasta înseamnă că acest tip de formare macromoleculară are o istorie lungă în lumea celulară. Un polisom poate fi format din cel puțin doi ribozomi pe același mesager, dar în general există mai mult de doi.

În cel puțin o celulă de mamifer pot exista până la 10.000.000 de ribozomi. Mulți au fost observați a fi liberi, dar o mare parte este asociată în polisomii cunoscuți.

Caracteristici generale

Ribozomii tuturor viețuitoarelor constau din două subunități: subunitatea mică și subunitatea mare. Subunitatea mică de ribozomi este responsabilă de citirea ARN-ului mesager.

Subunitatea mare este responsabilă pentru adăugarea liniară a aminoacizilor la peptida care naște. O unitate de translație activă este una în care un mRNA a fost capabil să recruteze și să permită asamblarea ribozomului. După aceasta, citirea tripletelor în mesager și interacțiunea cu ARNt-ul încărcat corespunzător are loc secvențial.

Ribozomii sunt blocurile de construcție ale polisomilor. De fapt, ambele moduri de traducere a unui mesager pot coexista în aceeași celulă. Dacă toate componentele care compun mașina de translație a celulei sunt purificate, am găsi patru fracții principale:

• Primul ar fi format din ARNm-urile asociate cu proteinele cu care se formează ribonucleoproteinele mesagerului. Adică mesagerii solo.
• Al doilea, de subunitățile ribozomale, care sunt separate încă nu se traduc în vreun mesager
• Al treilea ar fi cel al monosomilor. Adică ribozomii „liberi” asociați cu unele mARN.
• În cele din urmă, cea mai grea fracție ar fi cea a polisomilor. Acesta este cel care realizează de fapt cea mai mare parte a procesului de traducere

Structura polisomilor eucarioti

În celulele eucariote, ARNm-urile sunt exportate din nucleu sub formă de ribonucleoproteine ​​de mesagerie. Adică, mesagerul este cuplat cu diferite proteine ​​care îi vor determina exportul, mobilizarea și traducerea.

Printre ele, există mai multe care interacționează cu proteina PABP atașată la coada poliA 3 'a mesagerului. Alții, cum ar fi complexul CBP20 / CBP80, se vor lega de capota de 5 'a mARN.

Eliberarea complexului CBP20 / CBP80 și recrutarea subunităților ribozomale pe capota 5 'definesc formarea ribozomului.

Traducerea începe și ribozomii noi sunt asamblați pe capota de 5 '. Acest lucru se întâmplă de un număr limitat de ori, care depinde de fiecare mesager și de tipul de polisom în cauză.

După această etapă, factorii de alungire a traducerii asociate cu capacul de la capătul 5 'interacționează cu proteina PABP legată la capătul 3' al mARN. Se formează astfel un cerc definit prin unirea regiunilor netratabile ale mesagerului. Astfel, atâtea ribozomi sunt recrutați cât lungimea mesagerului, și alți factori permit.

Capetele legate în structura circulară a polisomilor eucarioti. Fdardel, prin Wikimedia Commons

Alți polisomi pot adopta o configurație liniară dublă sau o configurație spirală cu patru ribozomi pe rând. Forma circulară a fost asociată cel mai puternic cu polisomii liberi.

Tipuri de polisomi și funcțiile lor

Polisomii se formează pe unități de translație active (inițial monosomi) cu adăugarea secvențială a altor ribozomi pe același ARNm.

În funcție de locația subcelulară, găsim trei tipuri diferite de polisomi, fiecare având propriile funcții.

Polisomi liberi

Ele se găsesc libere în citoplasmă, fără asocieri aparente cu alte structuri. Acești polisomi traduc mRNA-urile care codifică proteinele citosolice.

Polisomii asociați reticulului endoplasmatic (ER)

Deoarece învelișul nuclear este o extensie a reticulului endoplasmic, acest tip de polisom poate fi asociat și cu plicul nuclear exterior.

În acești polisomi sunt traduse ARNm-urile care codifică două grupuri importante de proteine. Unele, care sunt o parte structurală a reticulului endoplasmatic sau a complexului Golgi. Altele, care trebuie modificate post-traducere și / sau relocate intracelular de către aceste organule.

Polisomii asociați cito-scheletului

Polisomii asociați cito-scheletului traduc proteine ​​din ARNm care sunt concentrate asimetric în anumite compartimente subcelulare.

Adică la ieșirea din nucleu, unele ribonucleoproteine ​​de mesagerie sunt mobilizate la locul unde este necesar produsul pe care îl codifică. Această mobilizare este realizată de citoschelet cu participarea proteinelor care se leagă de coada poliA a mARN.

Cu alte cuvinte, citoscheletul distribuie mesagerii după destinație. Această soartă este indicată de funcția proteinei și de locul în care trebuie să aibă reședința sau să acționeze.

Reglarea amortizării genelor post-transcripționale

Chiar dacă este transcris un mARN, asta nu înseamnă neapărat că trebuie tradus. Dacă acest mARN este degradat în mod specific în citoplasma celulară, se spune că expresia genei sale este reglementată post-transcripțional.

Există multe modalități de a realiza acest lucru, iar una dintre ele este prin acțiunea așa-numitelor gene MIR. Produsul final al transcrierii unei gene MIR este un microARN (miRNA).

Acestea sunt complementare sau parțial complementare celorlalți mesageri a căror traducere le reglează (tăcere post-transcripțională). Silențirea poate implica, de asemenea, degradarea specifică a unui anumit mesager.

Tot ceea ce are legătură cu traducerea, compartimentarea, reglarea și tăcerea genetică post-transcripțională este controlat de polisomi.

Pentru a face acest lucru, acestea interacționează cu alte macrostructuri moleculare ale celulei cunoscute sub numele de corpuri P și granule de stres. Aceste trei corpuri, mARN și microARN, definesc astfel proteomul prezent într-o celulă la un moment dat.

Referințe

1. Afonina, ZA, Shirokov, VA (2018) Organizarea tridimensională a poliribozomilor - O abordare modernă. Biochimie (Moscova), 83: S48-S55.
2. Akgül, B., Erdoğan, I. (2018) Re-localizare intracitoplasmatică a complexelor miRISC. Frontiers in Genetics, doi: 10.3389 / fgene.2018.00403
3. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. Walters, P. (2014) Molecular Biology of the Cell, ^6th Edition. Garland Science, grupul Taylor și Francis. Abingdon on Thames, Regatul Unit.
4. Chantarachot, T., Bailey-Serres, J. (2018) Polisomi, granule de stres și corpuri de procesare: un triumvirat dinamic care controlează soarta și funcția citoplasmică a ARNm. Fiziologia plantelor 176: 254-269.
5. Emmott, E., Jovanovic, M., Slavov, N. (2018) Stoechiometrie ribozomică: de la formă la funcție. Tendințe în științele biochimice, doi: 10.1016 / j.tibs.2018.10.009.
6. Wells, JN, Bergendahl, LT, Marsh, JA (2015) Ansamblu co-translațional al complexelor proteice. Tranzacțiile societății biochimice, 43: 1221-1226.