7 Ribosomale RNA-Funktion: 16S, 23S, 28S und detaillierte Fakten

Der häufigste RNA-Typ, der in den meisten Zellen vorhanden ist, ist ribosomale RNA oder rRNA. Lassen Sie uns mehr über ihre Funktionen und detaillierte Fakten darüber erfahren.

  • Die Hauptfunktion von ribosomal RNA ist die Proteinsynthese durch Bindung an mRNA und tRNA und sorgt dafür, dass es korrekt in Proteine ​​übersetzt wird.
  • Das rRNA-Molekül weist eine beträchtliche Wicklung auf. Sein Name kommt von der Tatsache, dass es sich mit Proteinen verbindet, um die kleinen und großen Untereinheiten des Ribosoms zu bilden.
  • Es macht etwa 80 % der gesamten RNA der Zelle aus.
  • Die rRNA-Moleküle steuern die katalytischen Schritte der Proteinsynthese, bei denen Aminosäuren kombiniert werden, um Proteinmoleküle zu erzeugen.
  • Aufgrund ihrer Rolle als katalytische RNA wird rRNA oft als Ribozym oder Ribozym bezeichnet.
  • Die internen Schleifen und Helices der besonderen dreidimensionalen Form der rRNA, die die A-, P- und E-Stellen im Ribosom bilden, ermöglichen ihre Funktion.
  • Die A-Stelle bindet eine ankommende tRNA, die mit einer Aminosäure beladen wurde, während die P-Stelle zum Binden eines sich entwickelnden Polypeptids dient. Bevor sie das Ribosom verlässt, bindet die tRNA während der Bildung von Peptidbindungen vorübergehend an die E-Stelle.

Lassen Sie uns die Hauptfunktionen von 23 S-ribosomaler RNA, 28 S-ribosomaler RNA, 5 S-ribosomaler RNA, 16 S-ribosomaler RNA, 18 S-ribosomaler RNA zusammen mit der Funktion der ribosomalen RNA bei der Translation und Proteinsynthese diskutieren.

23S Ribosomale RNA-Funktion

23S ribosomale RNA bildet während des Translationsprozesses eine Peptidbindung. Lassen Sie uns mehr über die Funktion von 23 S rRNA erfahren.

Einige der Hauptfunktionen der ribosomalen 23 S-RNA sind unten aufgeführt:

  • Die funktionelle Schlüsselrolle von rRNAs im Translationsprozess ist die Bildung von Peptidbindungen, die hauptsächlich durch die 23 S-rRNA katalysiert wird.
  • Das Peptidyltransferasezentrum (PTC) besteht aus 23 S rRNA, einer Hauptuntereinheit (50 S) des bakteriellen/archaischen Ribosoms, die 2,904 Nukleotide lang ist (in E. coli).
  • In der P-Stelle der großen ribosomalen Untereinheit spielen die 23 S-rRNA-Stellen (G 2252, A 2451, U 2506 und U 2585) eine entscheidende Rolle bei der tRNA-Bindung.
  • Sechs primäre Strukturdomänen bilden die 23 S-ähnlichen ribosomalen RNAs (rRNA), die durch langreichweitige Basenpaarungswechselwirkungen zusammengehalten werden. Eine davon, die im Laufe der Evolution zu den am höchsten konservierten gehörte, ist die Domäne IV, was darauf hindeutet, dass sie irgendwann für die Proteinsynthese unerlässlich ist.

28S Ribosomale RNA-Funktion

28S-rRNA ist einer der strukturellen und grundlegenden Bestandteile aller Eukaryoten. Lassen Sie uns einige seiner Funktionen im Detail besprechen.

Einige der Hauptfunktionen der ribosomalen 28 S-RNA sind unten aufgeführt:

  • 28 S-rRNA fungieren als strukturelle große rRNA-Untereinheit von eukaryotischen zytoplasmatischen Ribosomen.
  • Die 28 S rDNA-Gene sind für die Produktion von 28 S rRNA verantwortlich. Molekularanalyse wird verwendet, um phylogenetische Bäume unter Verwendung der Beziehung der Sequenzen von diesen Genen aufzubauen.
  • Typischerweise ist die 28 S rRNA 4000–5000 Nukleotide lang. Unter Verwendung der Hidden-Break-Technik trennen einige Eukaryoten ihre 28 S-RNA in zwei Teile, bevor sie beide im Ribosom sammeln. 

5S Ribosomale RNA-Funktion

Alle Arten außer Pilzen und Tieren enthalten 5S-rRNA (ribosomale RNA). Lassen Sie uns mehr über die Funktionen und Fakten erfahren.

Nachfolgend sind die Hauptfunktionen der 5S-rRNA aufgeführt:

  • 5 S rRNA ist der grundlegende Teil der größeren ribosomalen Untereinheit. Das Molekulargewicht und die Länge von 5 S rRNA betragen etwa 40 kDa bzw. 120 Nukleotide.
  • Es wird angenommen, dass 5 S rRNA die Proteinsynthese verbessert, indem es eine Ribosomenstruktur stabilisiert.
  • 5 S rRNA war aufgrund ihrer Größe und weiten Verbreitung die erste Wahl für einen molekularen phylogenetischen Marker, was dies ermöglichte RNA-Sequenzierung mit direkten Techniken.
  • Die Geschwindigkeit der Proteinsynthese wird verringert und die Zellfitness wird in Escherichia coli stärker beeinträchtigt, wenn das 5 S-rRNA-Gen deletiert wird, als wenn ähnliche Kopienzahlen der anderen (16 S- und 23 S-) rRNA-Gene deletiert werden.
  • Die 5 S rRNA fungiert als physikalischer Informationsüberträger, der die Kommunikation zwischen den vielen funktionellen Zentren ermöglicht und die zahlreichen Prozesse steuert, die die Ribosomen katalysieren.
  • Kristallographisch Untersuchungen zeigen, dass die zentrale Ausstülpung der größeren Untereinheit und andere Proteine, einschließlich der 5 S rRNA-bindenden Proteine, an der Bindung von tRNAs beteiligt sind.

16S Ribosomale RNA-Funktion

Die kleine Untereinheit des bakteriellen Ribosoms besteht aus der 30 S-Untereinheit, einschließlich der 16 S-rRNA. Einige Funktionen von 16 S rRNA sind unten angegeben.

Die Hauptfunktionen der 16 S-ribosomalen RNA sind unten aufgeführt:

  • Die 16 S rRNA in Bakterien hat 5–10 Kopien, was den Nachweis unglaublich empfindlich macht.
  • Die innere Struktur des 16 S rRNA-Gens besteht aus variablen und konservierten Abschnitten.
  • Sie interagieren mit 23 S und unterstützen die Fusion von 50 S- und 30 S-ribosomalen Untereinheiten.
  • Eine umgekehrte SD (Shine-Dalgarno-Folge)-Sequenz ist am 3'-Ende enthalten, das verwendet wird, um das AUG-Codon der mRNA zu binden (Initiation). Es wurde beobachtet, dass das 3'-Ende der 16 S-rRNA in Kombination mit S1 und S21 mit dem Beginn der Proteinsynthese zusammenhängt.
  • Die phänotypischen Methoden zur Identifizierung von Bakterien in der Mikrobiologie können schnell und kostengünstig durch 16 S rRNA-Sequenzierung durchgeführt werden.

18S Ribosomale RNA-Funktion

18 S rRNA ist eine kleine Untereinheit (SSU) von 40 S rRNA von eukaryotischen Zellen. Lassen Sie uns seine Funktionen im Detail besprechen.

Nachfolgend sind die Hauptfunktionen von 18 S rRNA aufgeführt:

  • Einer der grundlegenden Teile aller eukaryotischen Zellen ist die 18 S-rRNA, die als strukturelle RNA für das ziemlich kleine eukaryotische zytoplasmatische Ribosom dient.
  • In der 40 S ribosomalen Untereinheit dient die 18 S rRNA als aktive Stelle der Proteinsynthese.
  • Es wird angenommen, dass eine Erhöhung der 18 S-rRNA proportional zur Erhöhung der Ribosomen ist, was zu einer Erhöhung des Volumens der RNA-Transkription und Proteinsynthese führt.
  • Weitere Erforschung der Auswirkungen von Antioxidans-Ergänzungen auf Katarakt Prävention kann 18 S rRNA als geeigneten Biomarker zur Verfolgung der Synthese von Proteinen, einschließlich antioxidativer Enzyme, verwenden.
  • In komplizierten biologischen Kombinationen, einschließlich Proben aus der Umwelt und dem Darm, wird die 18 S-rRNA-Gensequenzierung häufig verwendet, um Bakterien zu lokalisieren, zu kategorisieren und zu quantifizieren.
  • Für die Analyse der genetischen Diversität und evolutionären Verwandtschaft von Eukaryoten kann ein Stammbaum unter Verwendung verschiedener eukaryotischer 18 S rRNA-Gensequenzen erstellt werden.

Ribosomale RNA-Funktion bei der Translation

Jede Stufe des Übersetzungsprozesses erfordert die Beteiligung von rRNA. Lassen Sie uns mehr über die Rolle der rRNA bei der Translation erfahren.

Die folgende Liste zeigt die Hauptfunktionen der rRNA bei der Translation:

  • Im Zytoplasma lesen Ribosomen die Nukleotidsequenz in Segmenten von drei Basen ab, die als Codons bekannt sind, und verwenden Boten-RNA, um die in DNA kodierte genetische Information zu transportieren.
  • Über 60 % des Gewichts des Ribosoms besteht aus ribosomaler RNA, die für alle Aktivitäten von Ribosomen unerlässlich ist, einschließlich der Erleichterung der Bildung von Peptidbindungen zwischen zwei Aminosäuren und der Bindung an mRNA und tRNA.
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Struktur des Ribosoms, die verschiedene Untereinheiten und ihre grundlegenden rRNA-Typen zeigt.
  • Kodons werden durch Tripletts von Nukleotiden gebildet, die Adenin, Guanin, Cytosin und Uracil sind. Diese vier Nukleotide bilden durch Kombinieren insgesamt 64 Codons. Jedes Codon ist mit einzelnen Aminosäuren bezeichnet. Jedes Codon bildet die Proteinsequenz, indem es eine Polypeptidkette bildet.
  • Die Shine-Dalgarno (SD)-Sequenz in der mRNA wird mit der 16 S-rRNA basengepaart, um die prokaryotische Translation zu starten.
  • Die SD-Sequenz ist 6–10 Nukleotide lang und liegt stromaufwärts des AUG-Startcodons vor. Es bindet an rRNA und ermöglicht die Lokalisierung des Startcodons innerhalb des Ribosoms.
  • Durch diesen durch andere Proteine ​​vermittelten Kontakt wird auch die größere ribosomale Untereinheit rekrutiert und dadurch das erste Codon translatiert.

Ribosomale RNA-Funktion bei der Proteinsynthese

Die Proteinsynthese erfolgt an bestimmten Stellen in Ribosomen innerhalb einer Zelle. Lassen Sie uns die Funktion der ribosomalen RNA in der Proteinsynthese diskutieren.

Die Hauptfunktionen der ribosomalen RNA bei der Proteinsynthese sind unten aufgeführt:

  • Die genaue Menge an Ribosomen in einer Zelle variiert je nachdem, wie aktiv diese Zelle bei der Herstellung von Proteinen ist.
  • Eine nichtkodierende RNA namens rRNA hilft bei der Bildung von Ribosomen, den Zellorganellen, die für die Proteinsynthese verantwortlich sind. Ribosomale RNA kann entweder klein oder riesig sein, wenn sie kodiert wird.
  • Sobald diese kleinen und großen rRNAs an der richtigen Position zusammengesetzt sind, verbinden sie sich mit ribosomalen Proteinen, um ribosomale Untereinheiten zu bilden, die zur Synthese von Proteinen verwendet werden.
  • Durch Wechselwirkungen mit dem Kern tragen Proteine ​​im Ribosom dazu bei, diese Struktur aufrechtzuerhalten.
  • Im Zellkern, an bestimmten Stellen, die als Nukleolen bekannt sind, wird ribosomale RNA translatiert. Dies sind kugelförmige, dichte Strukturen, die sich um rRNA-kodierende Gene herum entwickeln.
  • Durch ribosomale Proteinsequestrierung sind Nukleolen auch für die letztendliche Synthese von Ribosomen wesentlich.
  • Während der Proteinsynthese bindet rRNA sowohl an mRNA als auch an tRNA und ist ein entscheidender Faktor dafür, wie gut mRNA-Sequenzen übersetzt werden. 

Zusammenfassung

Um diesen Beitrag abzuschließen, können wir schlussfolgern, dass rRNA mehrere Funktionen spielt, da sie unterschiedlicher Art ist. Ribosomale RNA konzentriert sich hauptsächlich auf die Proteinsynthese, indem sie mit mRNA und tRNA interagiert. 5 S, 23 S, 16 S, 28 S sind in großen und kleinen Untereinheiten von Ribosomen eukaryotischer und prokaryotischer Zellen vorhanden und erfüllen verschiedene Funktionen.

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