RNA oder Ribosom, was bewegt sich während der Translation?

Während der Translation entschlüsseln Ribosomen die in der mRNA vorhandene genetische Information und es findet eine Proteinsynthese statt. Welches der beiden bewegt sich dabei, das Ribosom oder die mRNA?

Schwerpunkt sagt - hängt von der Größe der RNA ab. Auch gibt es zumindest bei Prokaryoten mehrere Ribosomen pro RNA, was wahrscheinlich weniger Bewegung bedeutet, da es sich wahrscheinlich nicht um synchrone Bewegungen handelt.
Shigeta, ich denke, Sie haben Recht mit dem, was Sie sagen, aber können Sie die Antwort bitte genauer spezifizieren ...
@ Shigeta. Ich liebe das Argument, aber die Impulserhaltung gilt möglicherweise nicht in diesen Zahlensystemen mit niedrigen Reynolds.
Bei der Bewegung ist es wirklich eine Frage des Bezugsrahmens. Das raue ER hat eine Reihe von festen Ribsomen, für die eine gleichzeitige Proteintranslation und -translokation auftritt. In diesem Fall wird die mRNA sicherlich aus dem Ribosom extrudiert. In Bezug auf Polyribosomen und frei schwebende zytoplasmatische Ribosomen gibt es keinen Beweis dafür, dass weder die mRNA noch die Ribosomen eine Bindung aufweisen, daher können wir annehmen, dass sich der gesamte Komplex in Bezug auf einen festen externen Punkt bewegt.
@shigeta low Reynolds Zahlen sagen F = ma -> F = bv: In den Bewegungsgleichungen innerhalb einer Zelle gibt es keine Masse. Es ist wahrscheinlich irreführend, überhaupt vom Massenschwerpunkt zu sprechen.
@ Shep Punkt genommen. Reynolds-Zahlen gehen von einer Flüssigkeit aus, was bei dieser Größe nicht wirklich zutrifft, aber es stimmt auch, dass sich die Ribosomen auf Zeitskalen der Reaktion noch weniger wahrscheinlich zu stark bewegen, da das Wasser stören würde.
Es ist das Ribosom, das sich bewegt … siehe das Buch „The Cell, a Molecular Approach“ von GM Cooper

Antworten (5)

Hier ist ein Beispiel , in dem das Ribosom fixiert ist :

Während der co-translationalen Translokation ist das Ribosom im Wesentlichen durch den Sec61-Komplex auf der ER-Membran verankert. Es kann sich sicherlich nicht entlang der mRNA bewegen. Die mRNA wird durch das Ribosom geleitet und das naszierende Peptid wandert in das ER-Lumen.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Dies ist der eukaryotische Fall, der bakterielle Fall ähnelt eher den anderen Beschreibungen, obwohl ich wetten würde, dass in diesem Fall die Viskosität des Zytosols dazu führt, dass sich das Ribosom während der Translation überhaupt nicht viel bewegt.

Das Ribosom bewegt sich relativ zur mRNA, indem es sich tatsächlich daran entlang zieht. Wenn sowohl das Ribosom als auch die mRNA frei schweben und an nichts anderem befestigt sind (wie in der Antwort von jp89 ), sollte das relative Ausmaß der Bewegung von ihrer relativen Masse abhängen.

(Eigentlich hängt es auch davon ab, wie viel Luftwiderstand jeder von ihnen in Bezug auf das umgebende flüssige Medium erfährt, aber da ich keine Ahnung habe, wie viel das ist, und da es wahrscheinlich sowieso stark von der Konformation abhängt, werde ich es einfach ignorieren Nehmen Sie einfach an, dass der Luftwiderstand auch mehr oder weniger proportional zur Masse ist, zumindest in erster Ordnung.)

Zufällig legen eine schnelle Google-Suche und einige Rückrechnungen nahe, dass die Masse eines Ribosoms und die durchschnittliche Masse einer mRNA beide um ein Megadalton liegen. Natürlich variiert die Länge (und damit die Masse) einer mRNA ziemlich stark, daher scheint es wahrscheinlich, dass sich manchmal das Ribosom am meisten bewegt, manchmal die mRNA und manchmal beides.

Wie Shigeta und andere betont haben, kann auch mehr als ein Ribosom an denselben mRNA-Strang gebunden sein. Dadurch bewegt sich die mRNA mehr (und entsprechend bewegen sich die Ribosomen weniger), da mehr Ribosomen sie mitziehen. Dann gibt es noch das transkribierte Protein, das an das Ribosom gebunden ist, aber auch in Bezug darauf bewegt wird. Und ich habe wirklich keine Ahnung, wie vernachlässigbar die Wechselwirkungen mit den tRNAs und so weiter sind. Es ist ein Durcheinander, aber ich vermute , dass sich normalerweise hauptsächlich die mRNA bewegt, aber dass die Ribosomen auch nicht vollständig stationär sind (es sei denn, sie sind natürlich an etwas gebunden).

PS. Hier ist eine Übung für Sie, die Sie ausprobieren können, wenn Sie zufällig einen Freund haben, der in einem öffentlichen Schwimmbad arbeitet. Ansonsten betrachte es als gedankenexperiment . Kennst du diese schwimmenden Seile, die die Bahnen im Pool trennen? Versuchen Sie, Ihren Freund dazu zu bringen, Sie in den Pool zu lassen, wenn er nicht benutzt wird, und eines der Seile von den Wänden zu lösen. Dann einsteigen, mit Armen und Beinen das Seil greifen und versuchen, sich daran entlang zu ziehen. Versuche dabei zu entscheiden, ob du oder das Seil sich mehr bewegt. (Um die in einer Zelle beteiligten Reynolds-Zahlen genauer anzunähern, stellen Sie sich außerdem vor, dies in Sirup anstelle von Wasser zu tun.)

Ihr Schwimmbad-Experiment ist richtig. Ich bin mir jedoch nicht so sicher, was die Rede vom "Massenschwerpunkt" angeht. Bei niedrigen Reynolds-Zahlen ist es weitaus wichtiger, den linearen Luftwiderstandsbeiwert zu berücksichtigen als die Masse aller Beteiligten. Um sich das Innere einer Zelle vorzustellen, müssen Sie die Newtonschen Gesetze vergessen: Objekte in Bewegung hören auf, sich zu bewegen, wenn nicht eine äußere Kraft auf sie einwirkt (bei niedrigen Reynolds-Zahlen).
Du magst recht haben. Wie ich in der Bemerkung in Klammern bemerkte, stützte ich meine groben Berechnungen auf der Rückseite des Umschlags auf die relativen Massen, weil ich damit einige Daten bekommen konnte. Wenn meine Vermutung, dass die Luftwiderstandsbeiwerte ungefähr ähnlich sind, weit daneben liegt, dann kann dies auch meine Schlussfolgerung sein.

Bewegung ist relativ. Die eigentlichen Ereignisse, die bei der Translation passieren, sind die Konformationsänderungen des Ribosoms, die sich selbst durch kontinuierliches sequentielles Lesen der Basis bewirken. Bitte schlagen Sie im Biochemie-Lehrbuch oder Zellbiologie-Lehrbuch nach.

Wenn das Ribosom verankert ist, kann man tatsächlich sagen, dass sich die mRNA bewegt.

Nun, danke für deine Antwort, aber hier gibt es ein kleines Problem. Sicherlich ist Bewegung relativ und hängt von der Perspektive oder dem Bezugssystem ab. Was ich hier mit Bewegung meinte, bezieht sich auf stationärere Strukturen, zum Beispiel Zytoskelette, die eines der beiden bewegt. genaue Antwort in nicht klar aus der ersten Antwort. Und ich habe bereits die Lehrbücher konsultiert und offensichtlich auch keine Antwort gefunden!
In Bezug auf die zweite Antwort sind Ribosomen sicherlich nicht an irgendeinem Teil der mRNA „verankert“, denn wenn das der Fall wäre, wie werden dann andere Teile übersetzt?
@balaka: Es heißt nicht, dass Ribosomen an mRNA verankert sind, sondern nur, dass sie verankert sind.
Stimmt, aber mit welchem ​​Untergrund es verankert wird, wird auch nicht erwähnt. mRNA war für mich nur ein plausibler Kandidat wegen ihrer offensichtlichen Nähe.
@balaka: nicht wirklich ein plausibler Kandidat, weil es sich wie gesagt bewegt! Ich bin kein Experte auf diesem Gebiet, aber ich wäre nicht überrascht, wenn sie an Proteinen des Zytoskeletts verankert wären.

Die mRNA bewegt sich während der Translation. Es wird im Wesentlichen durch das Ribosom gefädelt. Dies ist seit der Entdeckung der Polyribosomen bekannt; siehe Papier hier . Polyribosomen sind ein Cluster von Ribosomen, die eine Reihe von mRNA-Molekülen lesen. Häufig translatieren die Ribosomen in einem Polyribosom dieselbe mRNA.

Natürlich hängt alles von Ihrem Referenzsystem ab. Wenn ein Beobachter auf der mRNA wäre, würde er sehen, wie sich das Ribosom bewegt :)
Stellt man sich die Zelle als universellen 3D-Raum vor, wäre der relevante Bezugspunkt eine feste Koordinate in diesem Raum außerhalb der mRNA und des Ribosoms. Warum sollte ein Zellbiologe entweder das Ribosom oder die mRNA als Bezugspunkt verwenden!? Wenn Sie Ihre Haltung übernehmen, gäbe es keine Motivation, bewegliche Merkmale zu identifizieren. Dreht sich die Erde um die Sonne oder die Sonne um die Erde? Nach Ihrer Argumentation spielt es keine Rolle, schließlich ist es nur relativ.
Ich denke, jeder, der die Relativitätstheorie gesehen hat, versteht Nicos Argument. Was die Veröffentlichung betrifft, so haben Warner et al. Fixieren Sie die Ribosomen auf der Oberfläche. Es ist eine künstliche Oberfläche, die die mRNA dazu zwingt, durch die Polyribosomen gefädelt zu werden. Eine Schlussfolgerung kann man aus dieser Studie nicht ziehen.
Wir haben festgestellt, dass der Bezugsrahmen vorschreibt, welcher Teil sich, wenn überhaupt, relativ zum Beobachter bewegt. Meine Frage an dich @balaka ist, spielt es eine Rolle?

Die Tatsache, dass Ribosomen während des Translationsprozesses auf dem Polysom ​​miteinander kollidieren können, zeigt deutlich, dass sich das Ribosom auf der mRNA mitbewegt.

Willkommen bei SE Biologie. Wir suchen nach umfassenden Antworten, die durch Beweise auf dieser Website gestützt werden. Es reicht nicht aus, etwas als „Tatsache“ zu bezeichnen, Sie müssen es mit Referenzen dokumentieren. Beweisen Sie also bitte, dass Ribosomen miteinander kollidieren. Sie mögen recht haben, aber ich bin mir dessen nicht bewusst und kann Ihnen versichern, dass 99 % der Listenmitglieder in einer ähnlichen Position sein werden.
RNA oder Ribosom, was bewegt sich während der Translation?
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