De ribosomer er ribonukleoprotein komplekser (det vil si forbindelser med proteiner og RNA ) som er tilstede i cellene eukaryoter og prokaryoter . Ekstremt godt bevart under evolusjonen, og deres funksjon er å syntetisere proteiner ved å dekode informasjonen i messenger RNA . De består av ribosomale RNAer , som bærer katalytisk aktivitet , og ribosomale proteiner. Ribosomer består av to underenheter, en mindre som "leser" messenger-RNA og en større som polymeriserer aminosyrer for å danne det tilsvarende proteinet.
En DNA-sekvens kan i visse tilfeller føre til produksjon av mRNA (eller messenger RNA) ved transkripsjon . Disse kan deretter oversettes til aminosyresekvenser . Ribosomer er en av de viktigste faktorene i oversettelse. De har evnen til å binde seg til mRNA, og danne en samsvar mellom mRNA-kode og aminosyresekvens for et gitt protein . Aminosyrene velges ved hjelp av tRNA som tillater den fysiske koblingen mellom peptidsekvens og genetisk sekvens , alt støttet av aktiviteten til ribosomet. Faktisk tillater sistnevnte på forskjellige nivåer (for eksempel cytosolisk eller endoplasmatisk retikulum) peptidsyntese, og derfor oversettelse av den genetiske koden til fremtidige proteiner.
Som sagt tidligere, er ribosomer ribonukleoproteiner, som skyldes samlingen av to underenheter:
I eukaryoter finnes ribosomer i cytoplasmaet , fritt eller assosiert, enten med membranene i endoplasmatisk retikulum , eller med kjernekapslingen (sistnevnte er en fortsettelse av endomembransystemet), eller i form av polysomer (eller polyribosomer ). I bakterier finnes ribosomer også i cytoplasmaet eller bundet til plasmamembranen. Ribosomer finnes også i mitokondrier og noen plastider , og deres struktur ligner den på prokaryote ribosomer. Dette forklares av teorien om endosymbiose . Deres funksjon er å oversette messenger-RNA-er avledet fra mitokondrie-DNA eller fra kloroplast-DNA .
Når oversettelse er veldig aktiv, kan flere ribosomer assosieres samtidig med samme messenger-RNA, hvor denne strengen av påfølgende ribosomer på RNA blir kalt et polysom eller polyribosom.
Inneholder RNA kjent som ribosomale RNA (eller rRNA ) og ribosomale proteiner , de består av to underenheter: en stor (L for stor ) og en liten (S for liten ) underenhet. Disse underenhetene er bygget opp rundt en ribosomal RNA-kjerne med en veldig kompakt struktur , rundt hvilken proteiner henger. Det aktive stedet for ribosomet som katalyserer dannelsen av peptidbindinger er RNA. I eukaryoter foregår ribosombiogenese i nucleolus , en indre struktur av kjernen.
| Komposisjoner | Prokaryoter | Eukaryoter | |
|---|---|---|---|
| Stor underenhet | Sedimentasjonskoeffisient | 50S | 60S |
| Ribosomale RNA | 23S, 5S RNA | RNA 5S, 5.8S, 28S | |
| Proteiner (tall) | 34 | 49 | |
| Liten underenhet | Sedimentasjonskoeffisient | 30S | 40S |
| Ribosomale RNA | 16S | 18S RNA | |
| Proteiner (tall) | 21 | 33 |
Totalt har det funksjonelle ribosomet (sammensatt av de to underenhetene sammen) en molekylvekt på 4,2 × 10 6 dalton, en sedimenteringskoeffisient på 80 svedbergs i eukaryoter og 70 svedbergs i prokaryoter.
70S ribosomer av prokaryoter er 25 nanometer i diameter (det er en avstand på 20 nanometer mellom sted A og sted E).
70S ribosomer av prokaryoter er følsomme for visse antibiotika (for eksempel amino-glykosider og kloramfenikol) som ikke har noen effekt på 80S ribosomer av eukaryoter.
De mitokondria og kloroplaster (for planteceller ) inneholder også 70S ribosomer, noe som, foruten det faktum at de har sitt eget DNA og sin egen avspilling mekanisme, støtter påstanden om at disse organeller er avledet fra prokaryote i symbiose med den eukaryote cellen ( endosymbiosis teori ).
Ribosomet er "maskinen" som oversetter mRNA-molekylet til proteinsyntese. Den genetiske koden sikrer korrespondansen mellom sekvensen til mRNA og sekvensen av det syntetiserte polypeptidet. Ribosomet bruker overførings-RNA eller tRNA som "adaptere" mellom messenger-RNA og aminosyrer .
Messenger RNA passerer gjennom den lille underenheten (30S eller 40S) som inneholder tRNA-bindingsstedene på mRNA. Den store underenheten inneholder den katalytiske delen, kalt peptidyltransferasesenteret, som syntetiserer peptidbindingen mellom påfølgende aminosyrer i proteinet. Den store underenheten inneholder også en tunnel gjennom hvilken proteinkjeden som syntetiseres går ut. Det er også tre steder i den store underenheten der tRNAene som bærer aminosyrer vil binde seg under translasjon: A-stedet (for aminoacyl-tRNA), som er okkupert av et tRNA som bærer en aminosyre som venter på 'blir koblet til polypeptidkjeden; P-setet (for peptidyl-tRNA), som er okkupert av et tRNA som bærer en aminosyre bundet til den resulterende polypeptidkjeden; til slutt E-setet (for utgang ), som tillater frigjøring av deacetylert tRNA som har levert sin aminosyre.
Ribosomet er også en molekylær motor som går fremover messenger-RNA ved å konsumere energien som tilføres ved hydrolyse av GTP . Flere proteiner, kalt forlengelsesfaktorer, er assosiert med denne bevegelsen, kalt translokasjon.
I Februar 2009tidsskriftet Nature publiserte en artikkel skrevet av to biofysikere fra University of Montreal . Ved å fokusere på strukturen til 23S rRNA til den store underenheten til det prokaryote ribosomet, prøver de å rekonstruere rekkefølgen som bestanddelene suksessivt har blitt lagt til hverandre for å komme til den nåværende strukturen i dette makromolekylære komplekset . Dette arbeidet har interessen for å modellere overgangen mellom en hypotetisk verden med originalt RNA , der katalytisk aktivitet ville ha vært begrenset til ribozymer (autokatalytisk RNA), og den nåværende verden der proteiner og spesielt enzymer utfører de fleste funksjonene. Biokjemisk katalyse .