2.4D: Ribosomi

Densitatea subunităților ribozomiale

Ribosomii sunt compuși din două subunități care se unesc pentru a traduce ARN-ul mesager (ARNm) în polipeptide și proteine în timpul traducerii și sunt de obicei descriși în termeni de densitate. Densitatea este masa unei molecule sau a unei particule împărțită la volumul său și se măsoară în unități Svedberg (S), o unitate de densitate care corespunde vitezei relative de sedimentare în timpul centrifugării de foarte mare viteză. Cu cât valoarea S este mai mare, cu atât particula este mai densă.

Subunitățile ribozomale sunt compuse din ARN ribozomal (ARNr) și proteine. Subunitățile ribozomale cu valori S diferite sunt compuse din molecule diferite de ARNr, precum și din proteine diferite. Rețineți că ARN-ul este un polimer de ribonucleotide care conține baza azotată adenină, uracil, guanină sau citozină. Moleculele diferite de ARNr au lungimi diferite și au o ordine diferită a acestor baze ribonucleotidice. Deoarece ARNr este monocatenar, multe dintre bazele nucleotidice ale ARNr sunt implicate în legături de hidrogen intrastrandice și aceasta este ceea ce conferă moleculei de ARNr forma sa specifică (a se vedea figura \(\PageIndex{1}\)). Forma, la rândul său, ajută la determinarea funcției sale – la fel cum interacțiunile dintre aminoacizii dintr-o proteină determină forma și funcția acelei proteine (a se vedea figura \(\PageIndex{2}\)).

Ilustrație a unui ARNr 16S în Escherichia coli

Animare a unui ARNr 16S

Ilustrație a enzimei catalază

Ribosomii procarioți, de exemplu, sunt compuși din două subunități cu densități de 50S și 30S. Subunitatea 30S conține ARNr 16S cu o lungime de 1540 nucleotide și 21 de proteine; subunitatea 50S conține un ARNr 5S cu o lungime de 120 nucleotide, un ARNr 23S cu o lungime de 2900 nucleotide și 31 de proteine. Cele două subunități se combină în timpul sintezei proteinelor pentru a forma un ribozom 70S complet.

Subunitățile ribozomiale eucariote au densități de 60S și 40S deoarece conțin molecule de ARNr și proteine diferite față de subunitățile ribozomiale procariote. La majoritatea eucariotelor, subunitatea 40S conține un ARNr 18S cu o lungime de 1900 nucleotide și aproximativ 33 de proteine; subunitatea 60S conține un ARNr 5S cu o lungime de 120 nucleotide, un ARNr 5,8S cu o lungime de 160 nucleotide, un ARNr 28S cu o lungime de 4700 nucleotide și aproximativ 49 de proteine. Cele două subunități se combină în timpul sintezei proteinelor pentru a forma un ribozom 80S complet, cu un diametru de aproximativ 25 nm.

Din cauza acestei diferențe între ARNr și proteinele specifice „formei” rezultate, există medicamente care se pot lega fie la o subunitate ribozomală 30S sau 50S a unui ribozom procariot și, ulterior, îi pot bloca funcția, dar nu sunt capabile să se lege la subunitatea echivalentă 40S sau 60S a unui ribozom eucariot.

.