2.4D: Riboszómák

A riboszómális alegységek sűrűsége

A riboszómák két alegységből állnak, amelyek a transzláció során a hírvivő RNS (mRNS) polipeptidekké és fehérjékké történő lefordítása érdekében jönnek össze, és jellemzően a sűrűségükkel írják le őket. A sűrűség a molekula vagy részecske tömege osztva a térfogatával, és Svedberg (S) egységekben mérik, amely egység a sűrűségnek az ultranagy sebességű centrifugálás során bekövetkező relatív szedimentációs sebességnek felel meg. Minél nagyobb az S-érték, annál sűrűbb a részecske.

A riboszómális alegységek riboszómális RNS-ből (rRNS) és fehérjékből állnak. A különböző S-értékű riboszómális alegységek különböző rRNS-molekulákból, valamint különböző fehérjékből állnak. Ne feledjük, hogy az RNS olyan ribonukleotidok polimerje, amelyek a nitrogénbázist, adenint, uracilt, guanint vagy citozint tartalmaznak. Az rRNS különböző molekulái különböző hosszúságúak, és e ribonukleotidbázisok sorrendje eltérő. Mivel az rRNS egyszálú, az rRNS nukleotidbázisok közül sokan részt vesznek a szálon belüli hidrogénkötésekben, és ez adja az rRNS-molekula sajátos alakját (lásd \(\PageIndex{1}\) ábra). Az alak viszont segít meghatározni a funkcióját – hasonlóan ahhoz, ahogyan egy fehérjében az aminosavak közötti kölcsönhatások határozzák meg a fehérje alakját és funkcióját (lásd \(\(\PageIndex{2}\) ábra).

A 16S rRNS ábrázolása Escherichia coli-ban

A 16S rRNS ábrázolása

A kataláz enzim ábrázolása

A prokarióta riboszómák például két, 50S és 30S sűrűségű alegységből állnak. A 30S alegység 1540 nukleotid hosszúságú 16S rRNS-t és 21 fehérjét tartalmaz; az 50S alegység 120 nukleotid hosszúságú 5S rRNS-t, 2900 nukleotid hosszúságú 23S rRNS-t és 31 fehérjét. A két alegység a fehérjeszintézis során egyesül, és egy teljes 70S riboszómát alkot.

Az eukarióta riboszómális alegységek sűrűsége 60S és 40S, mivel más rRNS-molekulákat és fehérjéket tartalmaznak, mint a prokarióta riboszómális alegységek. A legtöbb eukariótában a 40S alegység egy 1900 nukleotid hosszú 18S rRNS-t és körülbelül 33 fehérjét tartalmaz; a 60S alegység egy 120 nukleotid hosszú 5S rRNS-t, egy 160 nukleotid hosszú 5,8S rRNS-t, egy 4700 nukleotid hosszú 28S rRNS-t és körülbelül 49 fehérjét. A két alegység a fehérjeszintézis során egyesül, és egy teljes, kb. 25 nm átmérőjű 80S riboszómát alkot.

A specifikus rRNS-ek és fehérjék ebből eredő “alakja” közötti különbség miatt vannak olyan gyógyszerek, amelyek képesek kötődni akár egy prokarióta riboszóma 30S vagy 50S riboszómális alegységéhez, és ezt követően blokkolni annak működését, de nem képesek kötődni egy eukarióta riboszóma megfelelő 40S vagy 60S alegységéhez.