¿Por qué los ribosomas y el ARNm forman polisomas?

¡Eficiencia!

Cuando múltiples ribosomas comienzan la traducción en el mismo ARNm, hay una serie de beneficios.

1. Requiere que se transcriba menos ARNm para producir la cantidad de proteína necesaria. Rara vez se necesita hacer una sola molécula de proteína. Una célula puede requerir una gran afluencia de cierta proteína, pero sería un desperdicio tener que hacer un ARNm por cada molécula de proteína que quisieras producir. Permitir que muchos ribosomas lean una transcripción ahorra recursos, ya que todos esos ácidos nucleicos utilizados para producir ARNm tienen que producirse en algún momento y eso cuesta ATP.

2. Ahorra tiempo. Múltiples ribosomas que producen múltiples proteínas al mismo tiempo es simplemente más rápido que múltiples ribosomas que producen múltiples proteínas una tras otra. Además, si necesita esta proteína de inmediato, es mejor si no tiene que esperar más rondas de transcripción de las absolutamente necesarias.

Otras preguntas que tenías:
¿Cuánto tardan los polisomas en formar [proteína] a partir de una sola molécula de ARNm?
Depende de la longitud de la molécula de ARNm. En E. Coli, la velocidad máxima de la traducción de un ribosoma es de aproximadamente 20 aminoácidos / seg. A veces puede ser mucho más lento ya que el ribosoma tiene que reducir la velocidad para permitir que ciertas proteínas se plieguen en su lugar durante la traducción para que puedan lograr la conformación final correcta.
( EDITAR : cuando leí esta pregunta por primera vez, la leí como si la palabra ‘proteína’ fuera parte de ella. Pero si solo te preguntas sobre la formación de polisomas, te diría que realmente no deberías pensar en un polisoma como ese No es como un polisoma, es algo diferente muy especial de un ribosoma. Pienso en él como el nombre que le damos cuando hay más de un ribosoma que traduce un solo ARNm. Probablemente demore un poco más de lo que lo hace para un se forma un ribosoma normal. Es básicamente el mismo proceso. Un ARNm está colgando, el ARNr está programado para reconocer secuencias específicas y comenzar la traducción. Ese primer ARNr se mueve y qué sabes, esas secuencias específicas todavía están en el ARNm. el siguiente paso es exactamente lo que esperarías. Otro rRNA reconoce esas secuencias, de otro ribosoma, y ​​comienza la traducción. Ahora que hay dos ribosomas, lo llamamos polisoma).

¿Pueden los ribosomas “caerse” de un polisoma?
Sí, al igual que un ribosoma individual puede “caerse” de un ARNm. Por lo general, esto se indica mediante un ARNip (ARN inhibidor pequeño). Básicamente silencia un ARNm, diciéndole a los ribosomas que no lo transcriban más, y le dice que degrade cualquier proteína que haya hecho hasta ese momento.

La carga de ARNm en los polisomas puede considerarse como una respuesta a una señal de la célula para “producir esta proteína AHORA”. Hay muchos factores que influyen en el grado en que se puede generar esta respuesta (es decir, la capacidad de traducción inherente del ARNm, un conjunto limitado de factores trans de la maquinaria de traducción, etc.), pero el cambio de ARNm específicos a un polisoma más pesado La fracción es una forma clásica de determinar si se ha producido una regulación positiva de la expresión génica a nivel traduccional.

La célula crea ARNm. Luego, los ribosomas aleatorios que flotan se unen al ARNm y comienzan la traducción. Digamos que múltiples ribosomas se encuentran con el ARNm al mismo tiempo. Se unen al ARN y comienzan a traducir; no hay razón por la que no puede suceder, y no hay razón por la cual un ARNm no puede contener múltiples ribosomas a la vez.

Excelente pregunta!