RibozomDe la Wikipedia, enciclopedia liberăSalt la: Navigare, căutare

Ribozomii sau Corpusculii lui Palade generați de nucleoli sunt constituiți din ARN. Ei se găsesc liberi în citoplasma celulară sau atașați reticulului endoplasmatic, formând cu acesta reticulul endoplasmatic rugos. Ribozomii sunt sediul biosintezei proteinelor specifice.Ribozomii celulelor procariote au dimensiun mai mici decat la eucariote. Nu prezinta membrana la periferie și sunt alcătuiți din 2 subunități (una mică si una mare). În timpul procesului de sinteză ribozomii acționează ca punct de legatură între toate moleculele implicate, precis poziționate unele față de celelalte. Diametrul ribozomilor este de aproximativ 20nm.

Ribozomii au dimensiuni de aproximativ 20 nm în diametru și sunt compuși în 65% din ARN ribozomal și 35% din proteine ribozomale (cunoscute și sub numele de ribonucleoproteine). Rolul lor este de a decoda ARN mesager pentru construcția lanțurilor polipeptidice din aminoacizi aduși de ARN de transport.

Ribozomii construiesc proteinele necesare pentru informația genetică conținută în ARN-ul de transport. Ribozomii liberi se găsesc suspendați în citosol (partea semi-fluidă a citoplasmei), pe când ceilalți ribozomi sunt legați de reticolul endoplasmatic rugos, dându-i acestuia aspectul caracteristic. Cum ribozomii sunt alcăzuiți majoritar din ARN, se crede că ei sunt o remineșcență a “lumii ARN”. Catalizarea legăturilor peptidice implică C2 hidroxilaza de la nivelul situsului P al ARN-ului, implicând un mecanism de transport proteic. Intreaga funcție a ribozomului se bazează pe schimbările pe care le face la nivelul conformației proteinelor. Ribozomii sunt considerați de multe ori organite, însă acest termen se referă la componentele sub-celulare, subcomponenete ce se găsesc în relație cu membrana fosfo-lipidică, subcomponenete din care ei nu fac parte sau nu sunt atașați. De aceea de multe ori se face referire la ribozomi ca fiind componente „non-membranare”.

Subunitățile ribozomale sunt relativ identice în celula eucariotă și cea procariotă. Ribozomii eucariotelor au dimensiuni de 80S, și fiecare conține o subunitate mică (40S) și o subunitate mare (60S). Subunitatea mare este alcătuită din ARNS 5S (120 de nucleotide), ARN 28S (4700 de nucleotide), o subunitate de 5,8S (160 de nucleotide) și aproximativ 49 de proteine. Subunitatea mică 40S conține ARN 18S (1900 de nucleotide) și aproximativ 33 de proteine.

Ribozomii găsiți în cloroplastele și mitocondriile celulelor eucariote au subunitatea mare și mică conectate prin intermediul proteinlor la nivelul particulei 70S. Aceste organite sunt considerate a fi o remineșcență de la bacterii, a căror ribozomi sunt similari inclusiv celor de la procariote.

Diferitele tipuri de ribozomi au însă o structură comună, indiferent de diferențele mari de dimensiuni.

RibozomiiRibozomii sun organite celulare care realizeaza sinteza proteinelor. Aceste organite sunt constituite din ARN ribozomal si proteine ribozomale , denumite ribonucleoproteine sau RNP. Ribozomii participa la procesul de translatie a ARNm in lanturi polipeptidice, sintetizand astfel proteine pe baza instructiunilor genetice. Ribozomii pot exista in stare libera in citoplasma, sau pot fi atasati la membrana reticulului endoplasmatic (formand reticulul endoplasmatic rugos) sau la membrana nucleara. Ribozomii au fost descoperiti de George Emil Palade care va primi Premiul Nobel pentru Figura 1 Subunitatea mica (A) si

subunitatea mare (B), vedere laterala si din fata. Click pentru

marire. Foto: Wikipedia descoperirea sa. Aceste organite, denumite initial granulele lui Palade, au fost numite ribozomi de catre Richard B. Roberts in 1958.

Ribozomii in stare libera se gasesc in toata citoplasma celulei. Proteinele sintetizate de acesti ribosomi sunt proteine cu destinatie si functii intracelulare. Ribozomii pot fi atasati la membrana reticulului endoplasmatic (RE) si in acest caz, proteinele sintetizate sunt inserate in RE, sunt prelucrate si ulterior transportate catre destinatie (eg. membrana celulara) sau pot fi secretate in afara celulei prin exocitoza. Diferentele intre ribosomii liberi si cei atasati sunt doar de ordin spatial (mod de distribuire in celula). In ceea ce priveste structura si functia, sunt identici. Ribozomii au forma aproximativ sferica, cu un diametru in jur de 20 nm si sunt vizibili doar la microscopul electronic. Pot reprezenta pana la 25% din greutatea uscata a celulelor cu o sinteza proteica intensa (de exemplu celulele pancreatice - o celula pancreatica sintetizeaza 5 milioane proteine pe secunda).

StructuraRibosomii sunt alcatuiti din doua subunitati (figura 1), subunitatea mica si subunitatea mare, care formeaza un ansamblu (figura 2) cu rolul de a traduce lantul ARN mesager intr-un lant polipeptidic, in timpul sintezei proteice. La procariote subunitatile ribosomale sunt formate din una sau doua molecule de ARN mari, denumite

Figura 2 Ribozomul format prin asamblarea celor doua

subunitati. Click pentru marire. Foto: Wikipedia

ARN ribozomal (ARNr) si diferite molecule proteice. La eucariote, subunitatile ribosomale sunt formate din una sau trei molecule ARNr si molecule proteice mai mici. Studii de cristalografie au demonstrat ca in apropierea situsurilor in care se produce sinteza polipeptidelor nu exista proteine ribosomale. Acest fapt sugereaza ca proteinele ribosomale functioneaza drept structura a ribosomului si stimuleaza capacitatea ARN ribozomal de a sintetiza proteine.

Procariotele au ribosomi 70S (Svedberg, unitate de sedimentare) alcatuiti dintr-o unitate mica de 30S si o unitate mare de 50S. Subunitatea 50S este formata dintr-o molecula ARN 5S cu 120 nucleotide, o molecula ARN 23S (2900 nucleotide) si 34 de proteine ribosomale. Subunitatea 30S contine o molecula ARN de 1540 nucleotide si 21 proteine.

Eucariotele au ribozomi 80S alcatuiti dintr-o subunitate 40S si una 60S. Subunitatea mare (60S) este formata dintr-o molecula ARN 5S (120 nucleotide), un ARN 28S (4700 nucleotide) , un ARN 5,8S (160 nucleotide) si aproximativ 49 proteine. Subunitatea mica (40S) are in structura sa o molecula ARN 40S (1900 nucleotide) si in jur de 333 proteine.

Subunitatea mica este responsabila de formarea complexului de initiere a translatiei, realizeaza decodarea informatiei genetice si controleaza fidelitatea interactiilor codon-anticodon. Subunitatea ribozomala mare catalizeaza formarea legaturilor peptidice si furnizeaza calea de sinteza a lantului polipeptidic nascent.

Ribozomii din cloroplastele si mitocondriile eucariotelor sunt deasemenea formati din subunitati mici si mari, care se asociaza si impreuna cu proteinele ribozomale formeaza o particula de 55S. Activitatea catalitica a ribozomilor este realizata de moleculele ARN din structura acestora. Proteinele sunt localizate la suprafata ribosomilor si se considera ca au rolul de a stabiliza structura acestora. Diferentele dintre ribozomii procariotelor si ai eucariotelor au fost exploatate in industria

Figura 3 Structura atomica a subunitatii ribozomale 50S. Click pentru marire. Foto:

Wikipedia

farmaceutica pentru a crea antibiotice care sa distruga celulele bacteriene fara a afecta celulele persoanei infectate. Ribosomii 70S (de la bacterii) sunt sensibili la aceste antibiotice in tim ce ribosomii eucariotici 80S nu sunt.

Structura atomicaStructura moleculara generala a ribozomilor este cunscuta de la inceputul anilor 1970. In anii 200 s-a obtinut structura fidela (figura 3) a acestor organite, cu o eroare de cativa angstromi.

FunctiiRibozomii sunt organitele la nivelul carora are loc sinteza proteinelor (figura 4). ARN mesager (ARNm) este compus dintr-o

Figura 4 Translatia unui ARNm intr-un lant polipeptidic, de catre ribozomi. ARN mesager incepe cu un codon start (AUG) si se termina cu un codon stop.

Click pentru marire. Foto: Wikipedia

serie de codoni care dicteaza ribosomilor secventa de aminoacizi a proteinei care urmeaza sa fie sintetizata. Folosind ARNm drept model, ribozomul parcurge fiecare codon al moleculei de ARNm, asociindu-l cu aminoacidul corespunzator. Acest proces este realizat de molecule de ARN de transfer (ARNt) care contin un anticodon complementar la un capat si aminoacidul corespunzator la capatul opus.

Sinteza proteica incepe la nivelul unui codon start, in apropierea capatului 5' al ARNm. Subunitatea ribosomala mica, legata in mod normal la un ARNt care contine aminoacidul metionina, se leaga la un codon AUG al ARNm si recruteaza subunitatea ribosomala mare. Subunitatea mare contine trei situsuri de legare a ARNt, notate cu literele A, P si E. Situsul A leaga un aminoacil-ARNt (o molecula ARNt legata de un aminoacid). Situsul P leaga un peptidil-ARNt (complex ARNt-peptida sintetizata) iar situsul E leaga un ARNt liber inaintea parasirii ribozomului. Ribozomul continua sa citeasca codul ARNm in directia 5' - 3' si se

ataseaza aminoacizii corespunzatori la lanul peptidic in crestere. Procesul continua pana cand la situsul de sinteza ajunge un codon STOP (UAG, UGA sau UAA).