5.14 : Ribosomes

Рибосомы переводят генетическую информацию, закодированную матричной РНК (мРНК), в белки. Как прокариотические, так и эукариотические клетки имеют рибосомы. Клетки, синтезирующие большое количество белка, такие как секреторные клетки поджелудочной железы человека, могут содержать миллионы рибосом.

Структура и сборка рибосом

Рибосомы состоят из рибосомальной РНК (рРНК) и белков. У эукариот рРНК транскрибируется из генов ядрышка — части ядра, которая специализируется на производстве рибосом. В ядрышке рРНК соединяется с белками, импортируемыми из цитоплазмы. Сборка производит две субъединицы рибосомы — большую и малую субъединицы. Затем эти субъединицы покидают ядро через поры в ядерной оболочке. В начале трансляции мРНК связывается с сайтом на малой субъединице, а впоследствии рекрутируется и большая субъединица. На этом этапе формируется функциональная рибосома.

Рибосомы могут собираться в цитозоле, называемом свободными рибосомами, или, будучи прикрепленными к внешней стороне ядерной оболочки или эндоплазматического ретикулума, называться связанными рибосомами. Как правило, свободные рибосомы синтезируют белки, используемые в цитоплазме, в то время как связанные рибосомы синтезируют белки, которые встраиваются в мембраны, упаковываются в органеллы или секретируются из клетки.

Синтез белка

Рибосомы синтезируют белки, объединяя мРНК и транспортную РНК (тРНК). Специализированные нуклеотиды тРНК, называемые петлей антикодона, связываются с кодоном мРНК. ТРНК несет аминокислоту на другом конце. Таким образом, генетический код мРНК транслируется в цепочку аминокислот, по одному кодону за раз. Когда мРНК связывается с малой субъединицей рибосомы, тРНК связывается с одним из трех сайтов связывания на большой субъединице рибосомы. Сайты связывания называются сайтами A (аминоацил-тРНК), P (пептидил-тРНК) и E (выход). По мере трансляции мРНК новые тРНК добавляются в сайт А; они перемещаются на площадку P и выпускаются на площадке E. Рибосомы катализируют образование пептидных связей между соседними аминокислотами, в результате чего образуется полипептид. Растущая полипептидная цепь проходит через выходной туннель в большой субъединице. Когда синтез белка завершен, рибосомные субъединицы диссоциируют.