2.4D: Ribosomas

La densidad de las subunidades ribosómicas

Los ribosomas están compuestos por dos subunidades que se unen para traducir el ARN mensajero (ARNm) en polipéptidos y proteínas durante la traducción y se describen típicamente en términos de su densidad. La densidad es la masa de una molécula o partícula dividida por su volumen y se mide en unidades Svedberg (S), una unidad de densidad que corresponde a la velocidad relativa de sedimentación durante la centrifugación a ultra alta velocidad. Cuanto mayor es el valor S, más densa es la partícula.

Las subunidades ribosómicas están compuestas por ARN ribosómico (ARNr) y proteínas. Las subunidades ribosómicas con diferentes valores S están compuestas por diferentes moléculas de ARNr, así como por diferentes proteínas. Recordemos que el ARN es un polímero de ribonucleótidos que contienen la base nitrogenada adenina, uracilo, guanina o citosina. Las diferentes moléculas de ARNr tienen diferentes longitudes y un orden diferente de estas bases ribonucleotídicas. Dado que el ARNr es monocatenario, muchas de las bases nucleotídicas del ARNr están implicadas en enlaces de hidrógeno intracatenarios y esto es lo que da a la molécula de ARNr su forma específica (véase la Figura \(\PageIndex{1})). La forma, a su vez, ayuda a determinar su función – al igual que las interacciones entre los aminoácidos en una proteína determinan la forma y la función de esa proteína (ver Figura \(\PageIndex{2}\)).

Ilustración de un ARNr 16S en Escherichia coli

Animación de un ARNr 16S

Ilustración de la enzima catalasa

Los ribosomas procariotas, por ejemplo, están compuestos por dos subunidades con densidades 50S y 30S. La subunidad 30S contiene un ARNr 16S de 1540 nucleótidos y 21 proteínas; la subunidad 50S contiene un ARNr 5S de 120 nucleótidos, un ARNr 23S de 2900 nucleótidos y 31 proteínas. Las dos subunidades se combinan durante la síntesis de proteínas para formar un ribosoma 70S completo.

Las subunidades ribosómicas eucariotas tienen densidades de 60S y 40S porque contienen moléculas de ARNr y proteínas diferentes a las subunidades ribosómicas procariotas. En la mayoría de los eucariotas, la subunidad 40S contiene un ARNr 18S de 1900 nucleótidos de longitud y aproximadamente 33 proteínas; la subunidad 60S contiene un ARNr 5S de 120 nucleótidos de longitud, un ARNr 5,8S de 160 nucleótidos de longitud, un ARNr 28S de 4700 nucleótidos de longitud y aproximadamente 49 proteínas. Las dos subunidades se combinan durante la síntesis de proteínas para formar un ribosoma 80S completo de unos 25nm de diámetro.

Debido a esta diferencia en los ARNr específicos y las proteínas la «forma» resultante, hay fármacos que pueden unirse a una subunidad ribosomal 30S o 50S de un ribosoma procariota y posteriormente bloquear su función pero son incapaces de unirse a la subunidad 40S o 60S equivalente de un ribosoma eucariota.