Ριβόσωμα

Το ριβόσωμα είναι μικρό κυτταρικό σωματίδιο. Ο κύριος ρόλος του είναι η συμβολή του στη σύνθεση πρωτεϊνών. Τα ριβοσώματα αποτελούνται από πρωτεΐνες και RNA. Σε αυτά γίνεται η σύνθεση των πρωτεϊνών. Τα ριβοσώματα υπάρχουν ελεύθερα στο κυτταρόπλασμα, στο αδρό ενδοπλασματικό δίκτυο, στα μιτοχόνδρια και στους χλωροπλάστες.^[1]

Ανακάλυψη των ριβοσωμάτων

Τα ριβοσώματα αποτελούν σημαντικές δομικές μονάδες του κυττάρου. Παρατηρήθηκαν για πρώτη φορά στα μέσα των 1950 από τον Ρουμάνο βιολόγο Γκεόργκε Παλάντε στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο και χαρακτηρίσθηκαν σαν πυκνά μόρια ή οργανίδια,^[2] μελέτη που του χάρισε το Νόμπελ. Ο όρος ριβόσωμα προτάθηκε από τον επιστήμονα Ρίτσαρντ Μπ. Ρόμπερτς το 1958.^[3]

Περιγραφή

Τα ριβοσώματα είναι περίπου 20 nm σε διάμετρο και αποτελούνται από 65% ριβοσωμικό RNA και 35% ριβοσωμικές πρωτεΐνες που είναι γνωστές σαν ριβονουκλεοπρωτεΐνες. Στο ριβόσωμα το αγγελιοφόρο RNA (mRNA) μεταφράζεται ώστε να κτιστεί η πολυπεπτιδική αλυσίδα π.χ. μια πρωτεΐνη χρησιμοποιώντας αμινοξέα που μεταφέρονται με το μεταφορικό RNA (tRNA). Το ριβόσωμα μπορεί να θεωρηθεί σαν ένα τεράστιο ένζυμο αλλά παρότι ότι περιέχει πολλές πρωτεΐνες, οι ενεργοί υποδοχείς του αποτελούνται από RNA. Έτσι τα ριβοσώματα ταξινομούνται σήμερα σαν ριβόζυμα.^[4]

Ρόλος

Τα ριβοσώματα κτίζουν πρωτεΐνες χρησιμοποιώντας γενετικές πληροφορίες που βρίσκονται στο αγγελιοφόρο RNA. Τα ελεύθερα ριβοσώματα αιωρούνται στο κυτταρόπλασμα ή συνδέονται με το ενδοπλασματικό δίκτυο ή στην πυρηνική μεμβράνη. Δεδομένου ότι τα ριβοσώματα είναι ριβοζύμες θεωρούνται ότι είναι εξελικτική μορφή του RNA.^[5]

Ενώ η κατάλυση του πεπτιδικού δεσμού ενέχει την υδροξυλίωση του C2' του φωσφόρου της αδενοσίνης του tRNA με έναν μηχανισμό παλινδρόμησης πρωτονίων, η συνολική λειτουργία των ριβοσωμάτων (π.χ. μετακίνηση) εξαρτάται από τις αλλαγές της πρωτεϊνικής διάταξης. Η δομή και λειτουργία των ριβοσωμάτων και των συνδεδεμένων μορίων που είναι γνωστά σαν συσκευή μετάφρασης αποτέλεσε το επίκεντρο επιστημονικής μελέτης από το 1920 και αποτελεί ακόμα και σήμερα πεδίο ιδιαίτερα ενεργής μελέτης.

Υπομονάδες

Τα ριβοσώματα αποτελούνται από 2 υπομονάδες που συνδέονται μεταξύ τους και συνεργάζονται στην μετάφραση του mRNA σε πολυπεπτιδική αλυσίδα κατά τη διάρκεια της πρωτεϊνοσύνθεσης. Στα προκαρυωτικά κύτταρα οι υπομονάδες αποτελούνται από 1-2 ενώ τα ευκαρυωτικά κύτταρα από 1 έως 3 πολύ μεγάλα μόρια RNA (ριβοσωμικό RNA ή rRNA) και πολλά μικρότερα πρωτεϊνικά μόρια. Μελέτες με κρυσταλλογραφία έδειξαν ότι δεν υπάρχουν ριβοσωμικές πρωτεΐνες κοντά στο σημείο αντίδρασης της σύνθεσης της πολυπεπτιδικής αλυσίδας. Αυτό το εύρημα υπαινίσσεται ότι τα πρωτεϊνικά συστατικά των ριβοσωμάτων δρουν περισσότερο εμμέσως σαν το σκελετό που ίσως ενισχύει την ικανότητα του rRNA να συνθέτει πρωτεΐνες παρά άμεσα με το να συμμετέχουν στην κατάλυση.

Παραπομπές

1. J. M. Berg· J. L. Tymoczko· G. J. Gatto· L. Stryer (2015). Βιοχημεία. Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης. σελ. 951.^{[νεκρός σύνδεσμος]}
2. G.E. Palade. (1955) "A small particulate component of the cytoplasm." J Biophys Biochem Cytol. Jan;1(1): pages 59-68. PMID 14381428
3. Roberts, R. B., editor. (1958) "Introduction" in Microsomal Particles and Protein Synthesis. New York: Pergamon Press, Inc.
4. Rodnina MV, Beringer M, Wintermeyer W (2007). «How ribosomes make peptide bonds». Trends Biochem. Sci. 32 (1): 20-6. doi:10.1016/j.tibs.2006.11.007. PMID 17157507.
5. Cech T (2000). «Structural biology. The ribosome is a ribozyme». Science 289 (5481): 878-9. PMID 10960319.

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

• 70S Ribosome Architecture Animation of a working ribosome. Requires the Chime browser plugin from this site (where registration is required).
• Lab computer simulates ribosome in motion
• Information on ribosomes
• Molecule of the Month Αρχειοθετήθηκε 2009-10-27 στο Wayback Machine. © RCSB Protein Data Bank:
  • Ribosome Αρχειοθετήθηκε 2010-11-14 στο Wayback Machine.
  • Elongation Factors Αρχειοθετήθηκε 2011-03-16 στο Wayback Machine.