2.4D: Ribosomes

The Density of Ribosomal Subunits

Ribosomy składają się z dwóch podjednostek, które spotykają się, aby tłumaczyć messenger RNA (mRNA) na polipeptydy i białka podczas translacji i są zwykle opisywane pod względem ich gęstości. Gęstość to masa cząsteczki lub cząsteczki podzielona przez jej objętość i jest mierzona w jednostkach Svedberga (S), jednostce gęstości odpowiadającej względnej szybkości sedymentacji podczas wirowania z ultrawysoką prędkością. Im większa wartość S, tym bardziej gęsta cząsteczka.

Podjednostki rybosomalne składają się z rybosomalnego RNA (rRNA) i białek. Podjednostki rybosomalne o różnych wartościach S składają się z różnych cząsteczek rRNA, a także z różnych białek. Pamiętajmy, że RNA jest polimerem rybonukleotydów zawierających zasadę azotową adeninę, uracyl, guaninę lub cytozynę. Różne cząsteczki rRNA są różnej długości i mają różną kolejność tych zasad rybonukleotydowych. Ponieważ rRNA jest jednoniciowy, wiele z zasad nukleotydowych rRNA jest zaangażowanych w wewnątrzniciowe wiązania wodorowe i to właśnie nadaje cząsteczce rRNA jej specyficzny kształt (patrz rysunek). Kształt ten z kolei pomaga określić jej funkcję – podobnie jak interakcje między aminokwasami w białku określają kształt i funkcję tego białka (patrz rysunek \(\PageIndex{2}}).

Ilustracja 16S rRNA w Escherichia coli

Animacja 16S rRNA

Ilustracja enzymu katalazy

Prokariotyczne rybosomy, na przykład, składają się z dwóch podjednostek o gęstości 50S i 30S. Podjednostka 30S zawiera 16S rRNA o długości 1540 nukleotydów i 21 białek; podjednostka 50S zawiera 5S rRNA o długości 120 nukleotydów, 23S rRNA o długości 2900 nukleotydów i 31 białek. Te dwie podjednostki łączą się podczas syntezy białka, tworząc kompletny rybosom 70S.

Podjednostki rybosomalne eukariotów mają gęstości 60S i 40S, ponieważ zawierają inne cząsteczki rRNA i białka niż podjednostki rybosomalne prokariotów. U większości eukariontów podjednostka 40S zawiera 18S rRNA o długości 1900 nukleotydów i około 33 białka; podjednostka 60S zawiera 5S rRNA o długości 120 nukleotydów, 5,8S rRNA o długości 160 nukleotydów, 28S rRNA o długości 4700 nukleotydów i około 49 białek. Te dwie podjednostki łączą się podczas syntezy białek, tworząc kompletny rybosom 80S o średnicy około 25nm.

Z powodu tej różnicy w specyficznych rRNA i białkach wynikający „kształt”, istnieją leki, które mogą wiązać się albo z 30S lub 50S podjednostką rybosomalną rybosomu prokariotycznego, a następnie blokować jej funkcję, ale nie są w stanie wiązać się z równoważną podjednostką 40S lub 60S rybosomu eukariotycznego.

.