2.4D: Ribosomy

Hustota ribosomálních podjednotek

Ribosomy se skládají ze dvou podjednotek, které se při translaci spojují a překládají messengerovou RNA (mRNA) na polypeptidy a proteiny a obvykle se popisují podle jejich hustoty. Hustota je hmotnost molekuly nebo částice dělená jejím objemem a měří se ve Svedbergových jednotkách (S), což je jednotka hustoty odpovídající relativní rychlosti sedimentace při ultravysokorychlostní centrifugaci. Čím větší je hodnota S, tím je částice hustší.

Ribosomální podjednotky se skládají z ribosomální RNA (rRNA) a proteinů. Ribosomální podjednotky s různými hodnotami S se skládají z různých molekul rRNA a také z různých proteinů. Nezapomeňte, že RNA je polymer ribonukleotidů obsahujících dusíkaté báze adenin, uracil, guanin nebo cytosin. Různé molekuly rRNA jsou různě dlouhé a mají různé pořadí těchto ribonukleotidových bází. Protože je rRNA jednovláknová, je mnoho nukleotidových bází rRNA zapojeno do vnitrovláknových vodíkových vazeb, což dává molekule rRNA její specifický tvar (viz obrázek \(\PageIndex{1}\)). Tento tvar pak pomáhá určovat její funkci – podobně jako interakce mezi aminokyselinami v proteinu určují jeho tvar a funkci (viz obrázek \(\PageIndex{2}\).

Zobrazení 16S rRNA u Escherichia coli

Zobrazení 16S rRNA

Zobrazení enzymu kataláza

Příklad prokaryotické ribozomy se skládají ze dvou podjednotek s hustotou 50S a 30S. Podjednotka 30S obsahuje 16S rRNA dlouhou 1540 nukleotidů a 21 proteinů; podjednotka 50S obsahuje 5S rRNA dlouhou 120 nukleotidů, 23S rRNA dlouhou 2900 nukleotidů a 31 proteinů. Obě podjednotky se při syntéze proteinů spojí a vytvoří kompletní ribozom 70S.

Eukaryotické ribozomální podjednotky mají hustotu 60S a 40S, protože obsahují jiné molekuly rRNA a proteiny než prokaryotické ribozomální podjednotky. U většiny eukaryot obsahuje podjednotka 40S rRNA dlouhou 1900 nukleotidů a přibližně 33 proteinů; podjednotka 60S obsahuje rRNA 5S dlouhou 120 nukleotidů, rRNA 5,8S dlouhou 160 nukleotidů, rRNA 28S dlouhou 4700 nukleotidů a přibližně 49 proteinů. Obě podjednotky se během syntézy proteinů spojí a vytvoří kompletní ribozom 80S o průměru přibližně 25 nm.

Vzhledem k tomuto rozdílu ve specifických rRNA a proteinech a výslednému „tvaru“ existují léčiva, která se mohou vázat buď na ribozomální podjednotku 30S, nebo 50S prokaryotického ribozomu a následně blokovat jeho funkci, ale nejsou schopna se vázat na ekvivalentní podjednotku 40S nebo 60S eukaryotického ribozomu.