Caratteristiche dei ribosomi, tipi, struttura, funzioni

IL Ribosomi Sono gli organelli cellulari più abbondanti e sono coinvolti nella sintesi proteica. Non sono circondati da membrana e sono formati da due tipi di subunità: una grande e una piccola, come regola generale la grande subunità è quasi il doppio della bambina.

Il lignaggio procariotico ha ribosomi degli anni '70 composti da una grande subunità anni '50 e da una piccola 30s. Allo stesso modo, i ribosomi del lignaggio eucariotico sono composti da una grande subunità anni '60 e da una piccola 40s.

Il ribosoma è analogo a una fabbrica di movimento, in grado di leggere l'RNA Messenger, traducendolo in aminoacidi e unendli con legami peptidici.

I ribosomi sono equivalenti a quasi il 10% delle proteine ​​totali di batterio e oltre l'80% della quantità di RNA totale. Nel caso degli eucarioti, non sono così abbondanti rispetto ad altre proteine, ma il loro numero è maggiore.

Nel 1950, il ricercatore George Palade ha visualizzato per la prima volta i ribosomi e questa scoperta ha ricevuto il premio Nobel per la fisiologia o la medicina.

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Caratteristiche generali

Subunità piccola e grande di ribosoma

Componenti di tutte le cellule

I ribosomi sono componenti essenziali di tutte le cellule e sono correlati alla sintesi proteica. Hanno dimensioni molto piccole in modo che possano essere visualizzati solo alla luce del microscopio elettronico.

Si trovano nel citoplasma

I ribosomi sono liberi nel citoplasma della cellula, ancorati al reticolo endoplasmatico rozzo - i ribosomi danno quell'aspetto "rugoso" - e in alcuni organelli, come i mitocondri e i cloroplasti.

Sintesi proteica

I ribosomi attaccati alle membrane sono responsabili della sintesi di proteine ​​che verranno inserite nella membrana plasmatica o verranno inviati all'esterno cellulare.

I ribosomi liberi, che non sono accoppiati a nessuna struttura nel citoplasma, sintetizzano proteine ​​la cui destinazione è l'interno della cellula. Infine, i ribosomi dei mitocondri sintetizzano le proteine ​​di uso mitocondriale.

Allo stesso modo, diversi ribosomi possono unirsi e formare i "poliribosomi", formando una catena accoppiata a un RNA messaggero, sintetizzando la stessa proteina, più volte e contemporaneamente.

Subunità

Tutti sono composti da due subunità: una grande o più anziana e una piccola o minore.

Alcuni autori considerano che i ribosomi sono organelli non membrani, poiché mancano di queste strutture lipidiche, sebbene altri ricercatori non li considerassero gli organelli.

Struttura

Subunità ribosomi. Fonte: Alejandro Porto/CC BY-S (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)

I ribosomi sono piccole strutture cellulari (da 29 a 32 nm, a seconda del gruppo organismo), arrotondate e dense, composte da RNA ribosomiali e molecole proteiche, che sono associate tra loro.

I ribosomi più studiati sono quelli di eubatteri, archi ed eucarioti. Nel primo lignaggio i ribosomi sono più semplici e più. I ribosomi eucariosi, nel frattempo, sono più complessi e più grandi. Negli archi, i ribosomi sono più simili a entrambi i gruppi in alcuni aspetti.

I ribosomi di vertebrati e angiosperme (piante fiorite) sono particolarmente complessi.

Ogni subunità ribosomiale è principalmente formata dall'RNA ribosomiale e un'ampia varietà di proteine. La grande subunità può essere formata da piccole molecole di RNA, oltre all'RNA ribosomiale.

Le proteine ​​sono accoppiate all'RNA ribosomiale in regioni specifiche, seguendo un ordine. All'interno dei ribosomi diversi siti attivi possono essere differenziati, come le aree catalitiche.

L'RNA ribosomiale ha un'importanza cruciale per la cellula e questo può essere visto nella sua sequenza, che è stato praticamente invariabile durante l'evoluzione, riflettendo le elevate pressioni selettive contro qualsiasi cambiamento.

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Funzioni dei ribosomi

I ribosomi sono responsabili della mediazione del processo di sintesi proteica nelle cellule di tutti gli organismi, essendo un meccanismo biologico universale.

I ribosomi - insieme all'RNA di trasferimento e all'RNA Messenger - riescono a decodificare il messaggio del DNA e interpretarlo in una sequenza di aminoacidi che formeranno tutte le proteine ​​di un organismo, in un processo chiamato traduzione.

Alla luce della biologia, la traduzione della parola si riferisce al cambiamento di "linguaggio" delle terzine nucleotidiche agli aminoacidi.

Queste strutture sono la parte centrale della traduzione, in cui si verificano la maggior parte delle reazioni, come la formazione di collegamenti peptidici e il rilascio della nuova proteina.

Traduzione proteica

Traduzione RNM a catena polipeptidica ribosomiale. Fonte: SV: Användare: Elinnea/CC BY-S (http: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0/)

Il processo di formazione delle proteine ​​inizia con l'unione tra un RNA messaggero e un ribosoma. Il Messenger si muove attraverso questa struttura a un fine specifico chiamato "Codone di iniziatori a catena".

Mentre l'RNA di messaggero passa attraverso il ribosoma, si forma una molecola di proteina, perché il ribosoma è in grado di interpretare il messaggio codificato nel Messenger.

Questo messaggio è codificato in terzine nucleotidiche, in cui ogni tre basi indicano un particolare aminoacido. Ad esempio, se l'RNA Messenger trasporta la sequenza: Aug Auu Cuu Uug GCC, il peptide formato sarà costituito da aminoacidi: metionina, isoleucina, leucina, leucina e alanina.

Questo esempio mostra la "degenerazione" del codice genetico, poiché più di un codone - in questo caso Cuu e Uug - è codificante per lo stesso tipo di aminoacido. Quando il ribosoma rileva un merluzzo di arresto nell'RNA messaggero, la traduzione termina.

Il ribosoma ha un sito A e un sito p. Il sito P detiene il peptidil-arnt e sul sito A entra nell'aminoacile-art.

Trasferisci l'RNA

Gli RNA di trasferimento sono responsabili del trasporto di aminoacidi sul ribosoma e avere la sequenza complementare alla tripletta. C'è un RNA di trasferimento per ciascuno dei 20 aminoacidi che compongono le proteine.

Passaggi chimici della sintesi proteica

Il processo inizia con l'attivazione di ogni aminoacido con l'unione di ATP in un complesso monofosfato di adenosina, rilasciando fosfati ad alta energia.

Il passaggio precedente si traduce in un aminoacido con energia in eccesso e l'unione si verifica con il suo rispettivo RNA di trasferimento, per formare un complesso aminoacido. Qui si verifica il rilascio di monofosfato di adenosina.

In ribosoma, il trasferimento di RNA trova l'RNA messaggero. In questa fase la sequenza dell'RNA ibrido di trasferimento o anticodone con il codone o la tripletta dell'RNA Messenger. Questo porta all'allineamento dell'amminoacido con la sua sequenza adeguata.

L'enzima peptidil transferasi è responsabile della catalizzazione della formazione di collegamenti peptidici che si legano agli aminoacidi. Questo processo consuma grandi quantità di energia, poiché richiede la formazione di quattro legami ad alta energia per ciascun aminoacido che si lega alla catena.

La reazione elimina un radicale idrossile all'estremità della cottura dell'aminoacido ed elimina un idrogeno all'estremità NH₂ dell'altro aminoacido.  Le regioni reattive dei due aminoacidi si legano e creano il collegamento peptidico.

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Ribosomi e antibiotici

Poiché la sintesi proteica è un evento indispensabile per i batteri, alcuni antibiotici hanno come bianco i ribosomi e le diverse fasi del processo di traduzione.

Ad esempio, la streptomicina si lega a una piccola subunità per interferire con il processo di traduzione, causando errori nella lettura dell'RNA Messenger.

Altri antibiotici come neomicina e gentamicine possono anche causare errori di traduzione, accoppiando piccoli subunità.

Tipi di ribosomi

Ribosomi nei procarioti

Batteri, come E. coli, Ne hanno più di 15.000 ribosomi (in proporzioni questo equivale a quasi un quarto del peso secco della cellula batterica).

I ribosomi nei batteri hanno un diametro di circa 18 nm e sono formati con 65% di RNA ribosomiale e solo 35% di proteine ​​di varie dimensioni, tra 6.000 e 75.000 kDa.

La grande subunità è chiamata 50s e piccoli 30 anni, che sono combinati per formare una struttura degli anni '70 con una massa molecolare di 2.5 × 10⁶ KDA.

La subunità degli anni '30 è allungata e non simmetrica, mentre gli anni '50 sono più spessi e più stretti.

La piccola subunità di E. coli È composto da RNA ribosomiale 16S (1542 basi) e 21 proteine ​​e nella grande subunità sono ribosomali 23s (2904 basi), 5s (1542 basi) e 31 proteine. Le proteine ​​che li compongono sono di base e il numero varia in base alla struttura.

Le molecole di RNA ribosomiale, insieme alle proteine, sono raggruppate in una struttura secondaria simile ad altri tipi di RNA.

Ribosomi negli eucarioti

I ribosomi negli eucarioti (80s) sono più grandi, con un maggiore contenuto di RNA e proteina. Gli RNA sono più lunghi e sono chiamati 18 e 28s. Come nei procarioti, la composizione dei ribosomi è dominata dall'RNA ribosomiale.

In questi organismi, il ribosoma ha una massa molecolare di 4.2 × 10⁶ KDA e si decompone nella subunità 40 e '60.

La subunità 40s contiene una singola molecola di RNA, 18s (1874 basi) e circa 33 proteine. Allo stesso modo, la subunità 60s contiene l'RNA 28S (4718 basi), 5.8s (160 basi) e 5s (120 basi). Inoltre, è costituito da proteine ​​di base e proteine ​​acide.

Ribosomi negli archi

Gli archaeas sono un gruppo di organismi microscopici che ricordano i batteri, ma differiscono in così tante caratteristiche che costituiscono un dominio separato.  Vivono in ambienti diversi e sono in grado di colonizzare ambienti estremi.

I tipi di ribosomi trovati negli archi sono simili ai ribosomi degli organismi eucariotici, sebbene abbiano anche alcune caratteristiche dei ribosomi batterici.

Ha tre tipi di molecole di RNA ribosomiale: 16s, 23s e 5s, accoppiate a 50 o 70 proteine, a seconda delle specie di studio. Per quanto riguarda le dimensioni dei ribosomi degli archi, sono più vicini ai batteri (70s con due subunità 30 e 50s) ma in termini di struttura primaria sono più vicini agli eucarioti.

Poiché gli archi abitano spesso ambienti con alte temperature e alte concentrazioni di sale, i loro ribosomi sono altamente resistenti.

Coefficiente di sedimentazione

S o Svedbergs si riferisce al coefficiente di sedimentazione delle particelle. Esprime la relazione tra costante velocità di sedimentazione tra l'accelerazione applicata. Questa misura ha dimensioni del tempo.

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Si noti che gli svedberg non sono additivi, poiché tengono conto della massa e della forma della particella. Per questo motivo, nei batteri il ribosoma composto da subunità 50 e 30s non aggiunge gli anni '80, anche le subunità degli anni '40 e '60 non formano un ribosoma degli anni '90.

Sintesi di ribosomi

Tutti i macchinari cellulari necessari per la sintesi di ribosomi si trovano nel nucleolo, una fitta regione del nucleo che non è circondata da strutture membranose.

Il nucleolo è una struttura variabile a seconda del tipo di cellula: è grande e evidente nelle cellule con elevati requisiti proteici ed è un'area quasi impercettibile nelle cellule che sintetizzano una piccola quantità di proteine.

L'elaborazione dell'RNA ribosomiale si verifica in quest'area, dove è attaccata con proteine ​​ribosomiali e dà origine a prodotti di condensazione granulare, che sono le subunità immature che formeranno i ribosomi funzionali.

Le subunità vengono trasportate al di fuori del nucleo - dai pori nucleari - al citoplasma, dove sono assemblate in ribosomi maturi che possono iniziare con la sintesi proteica.

Geni RNA ribosomiale

Nell'uomo, i geni che codificano per gli RNA ribosomiali si trovano in cinque coppie di cromosomi specifici: 13, 14, 15, 21 e 22. Poiché le cellule richiedono grandi quantità di ribosomi, i geni vengono ripetuti più volte in questi cromosomi.

I geni nucleulus codificano per ribosomale 5.8s, 18s e 28s e sono trascritti dall'RNA polimerasi in un precursore 45S trascrittivo. L'RNA 5S ribosomiale non è sintetizzato nel nucleolo.

Origine ed evoluzione

I ribosomi moderni dovevano apparire ai tempi di Luca, l'ultimo antenato comune universale (dell'acronimo in inglese Antenato comune universale), probabilmente nell'ipotetico RNA del mondo. Si propone che gli RNA di trasferimento fossero fondamentali per l'evoluzione dei ribosomi.

Questa struttura potrebbe sorgere come complesso con funzioni di auto -applicazione che successivamente hanno acquisito funzioni per la sintesi di aminoacidi. Una delle caratteristiche più eccezionali dell'RNA è la sua capacità di catalizzare la propria replicazione.

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Riferimenti

1. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. (2002). Biochimica. 5a edizione. New York: W H Freeman. Sezione 29.3, al ribosoma è una particella ribonucleoproteina (70) fatta di una piccola subunità (30S) e una grande (50S). Disponibile su: NCBI.Nlm.NIH.Gov
2. Curtis, h., & Schnek, a. (2006). Invito alla biologia. Ed. Pan -American Medical.
3. Fox, g. E. (2010). Origine ed evoluzione del ribosoma. Prospettive di Cold Spring Harbor in biologia, 2(9), A003483.
4. Hall, J. E. (2015). Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology E-Book. Elsevier Health Sciences.
5. Lewin, b. (1993). Geni. Volume 1. Reverte.
6. Lodish, h. (2005). Biologia cellulare e molecolare. Ed. Pan -American Medical.
7. Ramakrishnan, v. (2002). Strasttura ribosoma e mechaanesimo della traduzione. Cellula, 108(4), 557-572.
8. Tortora, g. J., Funke, b. R., & Case, C. L. (2007). Introduzione alla microbiologia. Ed. Pan -American Medical.
9. Wilson, d. N., & Cate, J. H. D. (2012). La struttura e la funzione del ribosoma eucariotico. Prospettive di Cold Spring Harbor in biologia, 4(5), A011536.