2.4D: Ribosomer

Tätheten av ribosomala subenheter

Ribosomer består av två subenheter som tillsammans översätter messenger RNA (mRNA) till polypeptider och proteiner under translation och beskrivs vanligtvis i termer av deras täthet. Densitet är massan av en molekyl eller partikel dividerad med dess volym och mäts i Svedberg-enheter (S-enheter), en enhet för densitet som motsvarar den relativa sedimenteringshastigheten vid centrifugering i ultrahög hastighet. Ju högre S-värde, desto tätare är partikeln.

Ribosomala subenheter består av ribosomalt RNA (rRNA) och proteiner. Ribosomala underenheter med olika S-värden består av olika molekyler av rRNA samt olika proteiner. Kom ihåg att RNA är en polymer av ribonukleotider som innehåller kvävebasen adenin, uracil, guanin eller cytosin. Olika molekyler av rRNA är olika långa och har en annan ordning av dessa ribonukleotidbaser. Eftersom rRNA är enkelsträngat är många av rRNA-nukleotidbaserna involverade i intrasträngade vätebindningar och det är detta som ger rRNA-molekylen dess specifika form (se figur \(\PageIndex{1}\)). Formen bidrar i sin tur till att bestämma dess funktion – på samma sätt som interaktionerna mellan aminosyror i ett protein bestämmer proteinets form och funktion (se figur \(\PageIndex{2}\)).

Illustration av ett 16S rRNA i Escherichia coli

Animation av ett 16S rRNA

Illustration av enzymet katalas

Prokaryotiska ribosomer, till exempel, består av två underenheter med densiteterna 50S och 30S. Underenheten 30S innehåller 16S rRNA som är 1540 nukleotider långt och 21 proteiner; underenheten 50S innehåller ett 5S rRNA som är 120 nukleotider långt, ett 23S rRNA som är 2900 nukleotider långt och 31 proteiner. De två underenheterna kombineras under proteinsyntesen för att bilda en komplett 70S ribosom.

Eukaryotiska ribosomala underenheter har tätheterna 60S och 40S eftersom de innehåller andra rRNA-molekyler och proteiner än prokaryotiska ribosomala underenheter. I de flesta eukaryoter innehåller 40S-underenheten ett 18S rRNA som är 1900 nukleotider långt och cirka 33 proteiner. 60S-underenheten innehåller ett 5S rRNA som är 120 nukleotider långt, ett 5.8S rRNA som är 160 nukleotider långt, ett 28S rRNA som är 4700 nukleotider långt och cirka 49 proteiner. De två underenheterna kombineras under proteinsyntesen för att bilda en komplett 80S ribosom med en diameter på cirka 25 nm.

På grund av denna skillnad i specifika rRNA och proteiner den resulterande ”formen” finns det läkemedel som kan binda antingen till en 30S- eller 50S-ribosomal underenhet av en prokaryotisk ribosom och därefter blockera dess funktion, men som inte kan binda till den motsvarande 40S- eller 60S-underenheten av en eukaryotisk ribosom.