2.4D: Ribosomi

La densità delle subunità ribosomiali

I ribosomi sono composti da due subunità che si uniscono per tradurre l’RNA messaggero (mRNA) in polipeptidi e proteine durante la traduzione e sono tipicamente descritti in termini di densità. La densità è la massa di una molecola o di una particella divisa per il suo volume e viene misurata in unità Svedberg (S), un’unità di densità corrispondente al tasso relativo di sedimentazione durante la centrifugazione ad altissima velocità. Maggiore è il valore S, più densa è la particella.

Le subunità ribosomiali sono composte da RNA ribosomiale (rRNA) e proteine. Le subunità ribosomiali con diversi valori di S sono composte da diverse molecole di rRNA e da diverse proteine. Ricordate che l’RNA è un polimero di ribonucleotidi contenenti la base azotata adenina, uracile, guanina o citosina. Diverse molecole di rRNA sono di diversa lunghezza e hanno un diverso ordine di queste basi ribonucleotidiche. Poiché l’rRNA è a singolo filamento, molte delle basi nucleotidiche dell’rRNA sono coinvolte in legami idrogeno intrastranda e questo è ciò che dà alla molecola di rRNA la sua forma specifica (vedi Figura \(\PageIndex{1}). La forma, a sua volta, aiuta a determinare la sua funzione – proprio come le interazioni tra gli aminoacidi in una proteina determinano la forma e la funzione di quella proteina (vedi Figura \PageIndex{2}).

Illustrazione di un 16S rRNA in Escherichia coli

Animazione di un 16S rRNA

Illustrazione dell’enzima catalasi

I ribosomi procarioti, per esempio, sono composti da due subunità con densità 50S e 30S. La subunità 30S contiene 16S rRNA lungo 1540 nucleotidi e 21 proteine; la subunità 50S contiene un 5S rRNA lungo 120 nucleotidi, un 23S rRNA lungo 2900 nucleotidi e 31 proteine. Le due subunità si combinano durante la sintesi proteica per formare un ribosoma 70S completo.

Le subunità ribosomiali eucariotiche hanno densità 60S e 40S perché contengono diverse molecole di rRNA e proteine rispetto alle subunità ribosomiali procariotiche. Nella maggior parte degli eucarioti, la subunità 40S contiene un 18S rRNA lungo 1900 nucleotidi e circa 33 proteine; la subunità 60S contiene un 5S rRNA lungo 120 nucleotidi, un 5,8S rRNA lungo 160 nucleotidi, un 28S rRNA lungo 4700 nucleotidi e circa 49 proteine. Le due subunità si combinano durante la sintesi proteica per formare un ribosoma 80S completo di circa 25 nm di diametro.

A causa di questa differenza di rRNA specifici e proteine la “forma” risultante, ci sono farmaci che possono legarsi sia a una subunità ribosomiale 30S o 50S di un ribosoma procariotico e successivamente bloccare la sua funzione, ma non sono in grado di legarsi all’equivalente subunità 40S o 60S di un ribosoma eucariotico.