リボソームは、メッセンジャーRNA(mRNA)によってコードされた遺伝情報をタンパク質に翻訳します。原核細胞と真核細胞の両方にリボソームがあります。ヒトの膵臓の分泌細胞など、大量のタンパク質を合成する細胞には、何百万ものリボソームが含まれている可能性があります。

リボソームの構造と組み立て

リボソームは、リボソームRNA(rRNA)とタンパク質で構成されています。真核生物では、rRNAは核小体(リボソーム産生を専門とする核の一部)の遺伝子から転写されます。核小体内では、rRNAは細胞質から取り込まれたタンパク質と結合します。アセンブリは、リボソームの 2 つのサブユニット (大きいサブユニットと小さいサブユニット) を生成します。その後、これらのサブユニットは核膜の細孔を通じて核を離れます。翻訳の開始時に、mRNAは小さなサブユニット上のサイトに結合し、その後、大きなサブユニットもリクルートされます。このステップにより、機能的なリボソームが形成されます。

リボソームは、遊離リボソームと呼ばれるサイトゾルに集合することもあれば、結合リボソームと呼ばれる核膜または小胞体の外側に付着した状態で集合することもあります。一般に、遊離リボソームは細胞質で使用されるタンパク質を合成し、結合したリボソームは、膜に挿入されたり、細胞小器官にパッケージ化されたり、細胞から分泌されたりするタンパク質を合成します。

タンパク質合成

リボソームは、mRNAとトランスファーRNA(tRNA)を一緒にしてタンパク質を合成します。アンチコドンループと呼ばれるtRNAの特殊なヌクレオチドは、mRNAのコドンに結合します。tRNAはもう一方の端にアミノ酸を持っています。このようにして、mRNAからの遺伝暗号は、一度に1コドンずつアミノ酸の鎖に翻訳されます。mRNAがリボソームの小さなサブユニットに結合すると、tRNAはリボソームの大きなサブユニットの3つの結合部位のいずれかに結合します。結合部位は、A(アミノアシル-tRNA)、P(ペプチジル-tRNA)、およびE(出口)部位と呼ばれます。mRNAが翻訳されると、新しいtRNAがA部位に追加されます。それらはPサイトに移動し、Eサイトで解放されます。リボソームは、隣接するアミノ酸間のペプチド結合の形成を触媒し、ポリペプチドをもたらします。成長するポリペプチド鎖は、大きなサブユニットの出口トンネルを通って通されます。タンパク質合成が完了すると、リボソームサブユニットは解離します。