De ribosomer er ribonucleoprotein komplekser (det vil sige forbindelser med proteiner og RNA ) til stede i cellerne eukaryoter og prokaryoter . Ekstremt godt bevaret under evolutionen er deres funktion at syntetisere proteiner ved at afkode informationen indeholdt i messenger RNA . De består af ribosomale RNA'er , som bærer katalytisk aktivitet , og ribosomale proteiner. Ribosomer består af to underenheder, en mindre, der "læser" messenger-RNA og en større, der polymeriserer aminosyrer til dannelse af det tilsvarende protein.
En DNA-sekvens kan i visse tilfælde føre til produktion af mRNA (eller messenger-RNA) ved transkription . Disse kan derefter oversættes til aminosyresekvenser . Ribosomer er en af de væsentligste faktorer i oversættelse. De har evnen til at binde til mRNA og danne en match mellem mRNA-kode og aminosyresekvens for et givet protein . Aminosyrerne vælges ved hjælp af tRNA, der tillader den fysiske forbindelse mellem peptidsekvens og genetisk sekvens , alt sammen understøttet af aktiviteten af ribosomet. Faktisk tillader sidstnævnte på forskellige niveauer (for eksempel cytosolisk eller endoplasmatisk retikulum) peptidsyntese og derfor oversættelse af den genetiske kode til fremtidige proteiner.
Som nævnt tidligere er ribosomer ribonukleoproteiner, der skyldes samlingen af to underenheder:
I eukaryoter findes ribosomer i cytoplasmaet , frit eller forbundet, enten med membranerne i det endoplasmatiske retikulum eller med den nukleare hylster (sidstnævnte er en fortsættelse af endomembransystemet) eller i form af polysomer (eller polyribosomer ). I bakterier findes ribosomer også i cytoplasmaet eller er bundet til plasmamembranen. Ribosomer findes også i mitokondrier og nogle plastider , og deres struktur svarer til den for prokaryote ribosomer. Dette forklares med teorien om endosymbiose . Deres funktion er at oversætte de messenger-RNA'er, der stammer fra mitokondrie-DNA eller fra chloroplast-DNA .
Når translation er meget aktiv, kan flere ribosomer associeres samtidigt med det samme messenger-RNA, hvor denne streng af på hinanden følgende ribosomer på RNA kaldes et polysom eller polyribosom.
Indeholdende RNA'er kendt som ribosomale RNA'er (eller rRNA'er ) og ribosomale proteiner , de er sammensat af to underenheder: en stor (L for stor ) og en lille (S for lille ) underenhed. Disse underenheder er bygget op omkring en ribosomal RNA-kerne med en meget kompakt struktur , omkring hvilken proteiner hænger. Det aktive sted i ribosomet, der katalyserer dannelsen af peptidbindinger, er RNA. I eukaryoter ribosom- biogenese foregår i nukleolus , en indvendig struktur af kernen.
Kompositioner | Prokaryoter | Eukaryoter | |
---|---|---|---|
Stor underenhed | Sedimentationskoefficient | 50S | 60S |
Ribosomale RNA'er | 23S, 5S RNA | RNA 5S, 5,8S, 28S | |
Proteiner (tal) | 34 | 49 | |
Lille underenhed | Sedimentationskoefficient | 30S | 40S |
Ribosomale RNA'er | 16S | 18S RNA | |
Proteiner (tal) | 21 | 33 |
I alt har det funktionelle ribosom (sammensat af de to underenheder sammen) en molekylvægt på 4,2 × 106 dalton, en sedimenteringskoefficient på 80 svedbergs i eukaryoter og 70 svedbergs i prokaryoter.
70S ribosomer af prokaryoter er 25 nanometer i diameter (der er en afstand på 20 nanometer mellem sted A og sted E).
70S-ribosomerne af prokaryoter er følsomme over for visse antibiotika (f.eks. Amino-glycosider og chloramphenicol), som ikke har nogen virkning på 80S-ribosomerne af eukaryoter.
De mitokondrier og chloroplaster (for planteceller ) også indeholde 70S ribosomer, som, ud over det faktum, at de har deres egen DNA og deres egen afspilningsmekanismen, understøtter den påstand, at disse organeller er afledt af prokaryotiske i symbiose med den eukaryote celle ( endosymbiose teori ).
Ribosomet er den "maskine", der oversætter mRNA-molekylet til proteinsyntese. Den genetiske kode sikrer overensstemmelse mellem mRNA-sekvensen og sekvensen af det syntetiserede polypeptid. Ribosomet bruger overførsels-RNA'er eller tRNA'er som "adaptere" mellem messenger-RNA og aminosyrer .
Messenger RNA passerer gennem den lille underenhed (30S eller 40S), som indeholder tRNA-bindingsstederne på mRNA'et. Den store underenhed indeholder den katalytiske del, kaldet peptidyltransferasecenter, som syntetiserer peptidbindingen mellem på hinanden følgende aminosyrer i proteinet. Den store underenhed indeholder også en tunnel, gennem hvilken proteinkæden, der syntetiseres, kommer ud. Der er også tre steder i den store underenhed, hvor tRNA'erne, der bærer aminosyrer, vil binde sig under translation: A-stedet (for aminoacyl-tRNA), som er optaget af et tRNA, der bærer en aminosyre, der venter på 'er bundet til polypeptidkæden; P-stedet (for peptidyl-tRNA), som er optaget af et tRNA, der bærer en aminosyre bundet til den resulterende polypeptidkæde; endelig E-stedet (til udgang ), som tillader frigivelse af deacetyleret tRNA, som har leveret sin aminosyre.
Ribosomet er også en molekylær motor, som bevæger sig frem over messenger-RNA ved at forbruge den energi, der tilvejebringes ved hydrolyse af GTP . Flere proteiner, kaldet forlængelsesfaktorer, er forbundet med denne bevægelse, kaldet translokation.
I Februar 2009tidsskriftet Nature offentliggjorde en artikel skrevet af to biofysikere fra University of Montreal . Ved at fokusere på strukturen af 23S rRNA af den store underenhed af det prokaryote ribosom, forsøger de at rekonstruere den rækkefølge, hvori bestanddelene successivt er blevet føjet til hinanden for at nå frem til den nuværende struktur af dette makromolekylære kompleks . Dette arbejde har interessen for at modellere overgangen mellem en hypotetisk verden med originalt RNA , hvor katalytisk aktivitet ville have været begrænset til ribozymer (autokatalytisk RNA), og den nuværende verden, hvor proteiner og især enzymer udfører de fleste af funktionerne. Biokemisk katalyse .