โพลีโซม (หรือโพลีไรโบโซมหรือเออร์โกโซม ) คือกลุ่มของไรโบโซมที่จับกับ โมเลกุล mRNAเหมือน "ลูกปัด" บน "เส้นด้าย" ^{[ 1 ]} ประกอบด้วยโมเลกุล mRNA ที่ซับซ้อนและไรโบโซม สองตัวขึ้นไป ที่ทำหน้าที่แปลคำสั่ง mRNA เป็นโพลีเปปไทด์เดิมทีเรียกว่า "เออร์โกโซม" ในปี 1963 และได้รับการจำแนกลักษณะเพิ่มเติมโดย Jonathan Warner, Paul M. Knopf ^{[ 2 ]}และAlex Rich

โพลีโซมเกิดขึ้นในช่วงระยะการยืดตัวเมื่อไรโบโซมและปัจจัยการยืดตัวสังเคราะห์โพลีเปปไทด์ที่เข้ารหัส ไรโบโซมหลายตัวเคลื่อนที่ไปตามบริเวณการเข้ารหัสของ mRNA ทำให้เกิดโพลีโซม ความสามารถของไรโบโซมหลายตัวในการทำงานบนโมเลกุล mRNA อธิบายถึงความอุดมสมบูรณ์ที่จำกัดของ mRNA ในเซลล์^{[ 3 ]}โครงสร้างของโพลีไรโบโซมแตกต่างกันระหว่างโพลีโซมของโปรคาริโอต โพลีโซมของยูคาริโอต และโพลีโซมที่ยึดติดกับเยื่อหุ้ม เซลล์ ^{[ 1 ]}กิจกรรมของโพลีโซมสามารถใช้ในการวัดระดับ การแสดงออก ของยีนผ่านเทคนิคที่เรียกว่าการทำโปรไฟล์โพลีโซม^{[ 4 ]}

เทคโนโลยีกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน เช่น การย้อมสี^{[ 5 ]}การบังเงาโลหะ^{[ 6 ]}และส่วนตัดเซลล์ที่บางมาก เป็นวิธีการดั้งเดิมในการกำหนดโครงสร้างของโพลีโซม การพัฒนาเทคนิคกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบไครโอทำให้ความละเอียดของภาพเพิ่มขึ้น ส่งผลให้วิธีการกำหนดโครงสร้างมีความแม่นยำมากขึ้น การกำหนดค่าโครงสร้างที่แตกต่างกันของโพลีไรโบโซมอาจสะท้อนถึงความหลากหลายในการแปล mRNA การตรวจสอบอัตราส่วนของรูปร่างโพลีไรโบโซมชี้ให้เห็นว่าพบโพลีโซมแบบวงกลมและแบบซิกแซกจำนวนมากหลังจากการแปลหลายรอบ ระยะเวลาการแปลที่ยาวนานขึ้นทำให้เกิดการก่อตัวของโพลีโซมแบบเกลียว 3 มิติที่อัดแน่น^{[ 1 ]}เซลล์ที่แตกต่างกันสร้างโครงสร้างของโพลีโซมที่แตกต่างกัน

พบว่าโพลีโซมของแบคทีเรียก่อตัวเป็นโครงสร้างแบบสองแถว ในโครงสร้างนี้ ไรโบโซมจะสัมผัสกันผ่านหน่วยย่อยขนาดเล็ก โครงสร้างแบบสองแถวนี้โดยทั่วไปจะมีเส้นทางแบบ "ไซนูซอยด์" (ซิกแซก) หรือแบบเกลียว 3 มิติ ในเส้นทางแบบ "ไซนูซอยด์" จะมีการสัมผัสกันระหว่างหน่วยย่อยขนาดเล็กสองประเภท คือ "บนต่อบน" หรือ "บนต่อล่าง" ในเส้นทางแบบเกลียว 3 มิติ จะสังเกตเห็นการสัมผัสแบบ "บนต่อบน" เท่านั้น^{[ 1 ]}

โพลีโซมมีอยู่ในอาร์เคีย แต่ยังไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับโครงสร้างมากนัก^{[ 7 ]}

การศึกษาแสดงให้เห็นว่าโพลีโซมของยูคาริโอตมีโครงสร้างเชิงเส้น พบเกลียว 3 มิติที่อัดแน่นและโพลีโซมแบบแถวคู่ระนาบที่มีการจัดเรียงตัวที่หลากหลาย รวมถึงการสัมผัสแบบ "บนต่อบน" คล้ายกับโพลีโซมของโปรคาริโอต โพลีไรโบโซม 3 มิติของยูคาริโอตคล้ายกับโพลีไรโบโซม 3 มิติของโปรคาริโอตตรงที่เป็น "เกลียวซ้ายที่อัดแน่นโดยมีไรโบโซม 4 ตัวต่อรอบ" การจัดเรียงตัวที่หนาแน่นนี้สามารถกำหนดหน้าที่ของพวกมันในฐานะตัวควบคุมการแปล โดยพบโพลีไรโบโซม 3 มิติใน เซลล์ ซาร์โคมาโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนซ์^{[ 1 ]}

การใช้ กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอมใน การศึกษา ในหลอดทดลองแสดงให้เห็นว่าโพลีโซมยูคาริโอตแบบวงกลมสามารถเกิดขึ้นได้จาก mRNA ที่มีโพลีอะดีนิเลตอิสระในที่ที่มีปัจจัยเริ่มต้น eIF4E ที่จับกับหมวก 5'และ PABP ที่จับกับหาง 3'-โพลี(A) อย่างไรก็ตาม ปฏิสัมพันธ์ระหว่างหมวกและหางโพลี(A) ที่เกิดขึ้นโดยโปรตีนคอมเพล็กซ์นี้ไม่ใช่เพียงวิธีเดียวในการสร้าง mRNA โพลีโซมแบบวงกลม พบว่าโพลีไรโบโซมแบบวงกลมในเชิงโครงสร้างสามารถเกิดขึ้นได้สำเร็จในระบบการแปลด้วย mRNA ที่ไม่มีหมวกและไม่มีหางโพลี(A) เช่นเดียวกับ mRNA ที่มีหมวกแต่ไม่มีหาง 3'-โพลี(A) ^{[ 1 ]}

โพลีไรโบโซมที่ยึดติดกับเยื่อหุ้มเซลล์จะถูกจำกัดด้วยพื้นที่ 2 มิติที่กำหนดโดยพื้นผิวของเยื่อหุ้มเซลล์ การจำกัดการสัมผัสระหว่างไรโบโซมทำให้เกิดโครงสร้างรูปทรงกลมที่จัดเรียงไรโบโซมไปตาม mRNA เพื่อให้จุดเข้าและจุดออกก่อให้เกิดเส้นทางที่ราบเรียบ ไรโบโซมแต่ละตัวจะหมุนสัมพันธ์กับตัวก่อนหน้า คล้ายกับเกลียวระนาบ^{[ 1 ]}

การทำโปรไฟล์โพลีโซมเป็นเทคนิคที่ใช้ไซโคลเฮกซิไมด์เพื่อหยุดการแปลและใช้การไล่ระดับซูโครสเพื่อแยกสารสกัดจากเซลล์ที่ได้โดยการหมุนเหวี่ยง^{[ 3 ]} mRNA ที่เกี่ยวข้องกับไรโบโซมจะเคลื่อนที่เร็วกว่า mRNA อิสระ และ mRNA ที่เกี่ยวข้องกับโพลีโซมจะเคลื่อนที่เร็วกว่า mRNA ที่เกี่ยวข้องกับไรโบโซม การวัดโปรตีนทั้งหมดตลอดการไล่ระดับจะเผยให้เห็นยอดหลายยอดที่สอดคล้องกับ mRNA mRNA ที่สอดคล้องกันจะเกี่ยวข้องกับไรโบโซมจำนวนมากขึ้นในรูปของโพลีโซม การมีอยู่ของ mRNA ตลอดการไล่ระดับแสดงให้เห็นถึงการแปลของ mRNA การทำโปรไฟล์โพลีโซมเหมาะสมที่สุดสำหรับเซลล์เพาะเลี้ยงและเนื้อเยื่อเพื่อติดตามสถานะการแปลของ mRNA ที่ระบุ ตลอดจนวัดความหนาแน่นของไรโบโซม^{[ 4 ]}เทคนิคนี้ถูกนำมาใช้เพื่อเปรียบเทียบสถานะการแปลของ mRNA ในเซลล์ประเภทต่างๆ

ตัวอย่างเช่น การวิเคราะห์โปรไฟล์โพลีโซมถูกนำมาใช้ในการศึกษาเพื่อตรวจสอบผลกระทบของไวรัส vesicular stomatitis (VSV) ในเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม^{[ 8 ]}ข้อมูลจากการวิเคราะห์โปรไฟล์โพลีโซมแสดงให้เห็นว่า mRNA ของโฮสต์ถูกแย่งชิงโดย mRNA ของไวรัสสำหรับโพลีโซม ดังนั้นจึงลดการแปล mRNA ของโฮสต์และเพิ่มการแปล mRNA ของไวรัส^{[ 8 ]}

• โครงสร้างเชิงทฤษฎีและเชิงทดลองของโพลีโซม