2.4D: Ribosomer

Tætheden af ribosomale underenheder

Ribosomer består af to underenheder, der samles for at oversætte messenger RNA (mRNA) til polypeptider og proteiner under translation og beskrives typisk ved hjælp af deres tæthed. Densitet er massen af et molekyle eller en partikel divideret med dets volumen og måles i Svedberg-enheder (S-enheder), en enhed for densitet, der svarer til den relative sedimentationshastighed under ultrahøjhastighedscentrifugering. Jo større S-værdien er, jo mere tæt er partiklen.

Ribosomale underenheder består af ribosomalt RNA (rRNA) og proteiner. Ribosomale underenheder med forskellige S-værdier er sammensat af forskellige molekyler af rRNA samt forskellige proteiner. Husk, at RNA er en polymer af ribonukleotider, der indeholder den nitrogenholdige base adenin, uracil, guanin eller cytosin. Forskellige rRNA-molekyler er af forskellig længde og har en forskellig rækkefølge af disse ribonukleotidbaser. Da rRNA er enkeltstrenget, er mange af rRNA-nukleotidbaserne involveret i intrastrenge hydrogenbindinger, og det er dette, der giver rRNA-molekylet sin særlige form (se figur \(\PageIndex{1}\)). Formen er igen med til at bestemme dets funktion – på samme måde som interaktionerne mellem aminosyrerne i et protein bestemmer proteinets form og funktion (se figur \(\PageIndex{2}\)).

Illustration af et 16S rRNA i Escherichia coli

Animation af et 16S rRNA

Illustration af enzymet katalase

Prokaryote ribosomer består f.eks. af to underenheder med en tæthed på 50S og 30S. Underenheden 30S indeholder 16S rRNA med en længde på 1540 nukleotider og 21 proteiner; underenheden 50S indeholder et 5S rRNA med en længde på 120 nukleotider, et 23S rRNA med en længde på 2900 nukleotider og 31 proteiner. De to underenheder kombineres under proteinsyntesen for at danne et komplet 70S ribosom.

Eukaryote ribosomale underenheder har en tæthed på 60S og 40S, fordi de indeholder andre rRNA-molekyler og proteiner end prokaryote ribosomale underenheder. I de fleste eukaryoter indeholder 40S-underenheden et 18S-rRNA 1900 nukleotider langt og ca. 33 proteiner; 60S-underenheden indeholder et 5S-rRNA 120 nukleotider langt, et 5,8S-rRNA 160 nukleotider langt, et 28S-rRNA 4700 nukleotider langt og ca. 49 proteiner. De to underenheder kombineres under proteinsyntesen for at danne et komplet 80S ribosom på ca. 25 nm i diameter.

På grund af denne forskel i specifikke rRNA’er og proteiner den resulterende “form” findes der lægemidler, der kan binde enten til en 30S eller 50S ribosomal underenhed af et prokaryotisk ribosom og efterfølgende blokere dens funktion, men som ikke kan binde til den tilsvarende 40S eller 60S underenhed af et eukaryotisk ribosom.