Tyto ribozómy jsou ribonucleoprotein komplexy (to znamená, že sloučeniny proteinů a RNA ) v buňkách eukaryot a prokaryot . Během evoluce je jejich funkce velmi dobře zachována a jejich funkcí je syntetizovat proteiny dekódováním informací obsažených v messengerové RNA . Jsou tvořeny ribozomálními RNA , které nesou katalytickou aktivitu , a ribozomálními proteiny. Ribozomy jsou tvořeny dvěma podjednotkami, menší, která „čte“ messengerovou RNA a větší, která polymerizuje aminokyseliny za vzniku odpovídajícího proteinu.
Sekvence DNA může v určitých případech vést k produkci mRNA (nebo messenger RNA) transkripcí . Ty pak mohou být přeloženy do aminokyselinových sekvencí . Ribozomy jsou jedním z podstatných faktorů při překladu. Mají schopnost vázat se na mRNA a tvoří shodu mezi mRNA kódem a aminokyselinovou sekvencí pro daný protein . Aminokyseliny se vybírají pomocí tRNA umožňující fyzickou vazbu mezi peptidovou sekvencí a genetickou sekvencí , což vše podporuje aktivita ribozomu. Posledně jmenovaný na různých úrovních (například cytosolické nebo endoplazmatické retikulum) umožňuje syntézu peptidů, a tedy translaci genetického kódu do budoucích proteinů.
Jak již bylo řečeno, ribozomy jsou ribonukleoproteiny, které vznikají sestavením dvou podjednotek:
U eukaryot se ribozomy nacházejí v cytoplazmě , volné nebo asociované, buď s membránami endoplazmatického retikula , nebo s jaderným obalem (druhý je pokračováním endomembránového systému), nebo ve formě polysomů (nebo polyribozomů) ). U bakterií se ribozomy nacházejí také v cytoplazmě nebo jsou vázány na plazmatickou membránu. Ribozomy se také nacházejí v mitochondriích a některých plastidech a jejich struktura je podobná struktuře prokaryotických ribozomů. To je vysvětleno teorií endosymbiózy . Jejich funkcí je překládat messengerové RNA odvozené z mitochondriální DNA nebo z chloroplastové DNA .
Když je překlad velmi aktivní, může být několik ribozomů spojeno současně se stejnou messengerovou RNA, tento řetězec po sobě jdoucích ribozomů na RNA se nazývá polysom nebo polyribozom.
Obsahující RNA známé jako ribozomální RNA (nebo rRNA ) a ribozomální proteiny , jsou složeny ze dvou podjednotek: velké (L pro velkou ) a malé (S pro malou ) podjednotku. Tyto podjednotky jsou postaveny kolem jádra ribozomální RNA s velmi kompaktní strukturou , kolem které visí proteiny. Aktivním místem ribozomu, které katalyzuje tvorbu peptidových vazeb, je RNA. V eukaryotech, ribozom biogeneze probíhá v jadérka , vnitřní strukturu jádra.
Skladby | Prokaryotes | Eukaryoty | |
---|---|---|---|
Velká podjednotka | Sedimentační koeficient | 50S | 60S |
Ribozomální RNA | 23S, 5S RNA | RNA 5S, 5,8S, 28S | |
Proteiny (čísla) | 34 | 49 | |
Malá podjednotka | Sedimentační koeficient | 30S | 40S |
Ribozomální RNA | 16S | 18S RNA | |
Proteiny (čísla) | 21 | 33 |
Celkově je funkční ribozom (složený ze dvou podjednotek dohromady) má molekulovou hmotnost 4,2 x 10 6 daltonů, sedimentační koeficient 80 svedbergs v eukaryotech a 70 svedbergs v prokaryotes.
70S ribozomy prokaryot mají průměr 25 nanometrů (mezi místem A a místem E je vzdálenost 20 nanometrů).
Ribosomy prokaryot 70S jsou citlivé na některá antibiotika (například amino-glykosidy a chloramfenikol), které nemají žádný účinek na ribosomy 80S eukaryot.
Tyto mitochondrie a chloroplasty (pro rostlinných buněk ) také obsahují 70S ribozomy, které, kromě toho, že mají své vlastní DNA a vlastní mechanismus přehrávání, podporují tvrzení, že tyto organely jsou odvozeny od prokaryotického v symbióze s eukaryotické buňky ( teorie endosymbiózy ).
Ribozom je „stroj“, který převádí molekulu mRNA na syntézu bílkovin. Genetický kód zajišťuje shodu mezi sekvencí mRNA a sekvencí syntetizovaného polypeptidu. Ribozom používá přenosové RNA nebo tRNA jako „adaptéry“ mezi messengerovou RNA a aminokyselinami .
Messenger RNA prochází malou podjednotkou (30S nebo 40S), která obsahuje vazebná místa pro tRNA na mRNA. Velká podjednotka obsahuje katalytickou část, nazývanou centrum peptidyl-transferázy, která syntetizuje peptidovou vazbu mezi po sobě následujícími aminokyselinami v proteinu. Velká podjednotka také obsahuje tunel, kterým vystupuje syntetizovaný proteinový řetězec. Ve velké podjednotce jsou také tři místa, kde se tRNA nesoucí aminokyseliny budou vázat během translace: místo A (pro aminoacyl-tRNA), které je obsazeno tRNA nesoucí aminokyselinu, která čeká na „navázání na polypeptidový řetězec; místo P (pro peptidyl-tRNA), které je obsazeno tRNA nesoucí aminokyselinu spojenou s výsledným polypeptidovým řetězcem; nakonec E místo (pro výstup ), které umožňuje uvolnění deacetylované tRNA, která dodala svou aminokyselinu.
Ribosom je také molekulárním motorem, který postupuje nad messengerovou RNA spotřebováváním energie poskytované hydrolýzou GTP . S tímto pohybem, nazývaným translokace, je spojeno několik proteinů, nazývaných elongační faktory.
v Únor 2009časopis Nature publikoval článek napsaný dvěma biofyziky z Montrealské univerzity . Soustředěním se na strukturu 23S rRNA velké podjednotky prokaryotického ribozomu se pokoušejí rekonstruovat pořadí, ve kterém byly jednotlivé složky postupně přidávány k sobě, aby se dospělo k současné struktuře tohoto makromolekulárního komplexu . Tato práce má zájem na modelování přechodu mezi hypotetickým světem s původní RNA , kde by se katalytická aktivita omezovala na ribozymy (autokatalytická RNA), a současným světem, ve kterém proteiny a zejména enzymy plní většinu funkcí. .