ADVERTISEMENTS:
Hagamos un estudio en profundidad del papel de los ribosomas en la síntesis de proteínas.
Los ribosomas proporcionan el marco en el que tiene lugar la síntesis de proteínas. El ARNm se une a la subunidad 30S del ribosoma para formar el complejo de iniciación. La función principal del ribosoma es su capacidad para catalizar la formación de enlaces peptídicos entre los aminoácidos, para que éstos se incorporen a las proteínas.
Los ribosomas son gránulos densos sin membranas de recubrimiento. Fueron observados por primera vez por Palade. Los ribosomas bacterianos contienen un 65% de ARN (ARNr) y un 35% de proteínas. Tienen un diámetro de 18 nm. Los ribosomas se encuentran en todas las células. E. coli tiene 10.000 ribosomas, y forman alrededor del 25% de la masa total de la célula bacteriana. Una célula de mamífero contiene unos 10 millones de ribosomas.
ADVERTENCIAS:
Un ribosoma tiene dos subunidades:
Cada ribosoma tiene dos subunidades desiguales, una grande y otra pequeña. Los ribosomas bacterianos están compuestos por dos subunidades de coeficiente de sedimentación 30S y 50S en sacarosa. Tienen un coeficiente de sedimentación combinado de 70S. Ambas subunidades contienen muchas proteínas y al menos un ARNr grande.
Los ribosomas eucariotas son más grandes que los ribosomas bacterianos. Tienen dos subunidades desiguales de 40S y 60S que tienen un coeficiente de sedimentación combinado de 80S. Los ribosomas se miden en términos de su velocidad de sedimentación medida en unidades Svedberg (S). IS = 10~13 segundos. Todos los ribosomas de una célula determinada son idénticos. Los componentes del ribosoma pueden separarse y reagruparse espontáneamente. Un ribosoma tiene un núcleo de ARNr y las proteínas unidas en la superficie.
En procariotas ambas subunidades 30S y 50S tienen componentes de ARNr y moléculas de proteínas.
De manera similar los ribosomas eucariotas tienen los siguientes componentes:
Subunidad 40S: Molécula 18S + 30 proteínas
Subunidad 60S: 5S, 5.8S y ARNr +50 proteínas.
La estructura del ribosoma 70S no es simétrica. El ribosoma 70S se divide en cuatro regiones. Estas son la cabeza, el cuello, el cuerpo y la plataforma. La subunidad 50S tiene una protuberancia central que tiene ARNr 5S y un tallo que tiene proteínas.
La mayoría de las proteínas son proteínas básicas y tienen una fuerte asociación con el ARN, que es de naturaleza ácida. El ARN ribosómico (ARNr) representa más del 80% del ARN total presente en la célula bacteriana.
ADVERTENCIAS:
Dos subunidades del ribosoma se asocian y disocian dependiendo de la concentración de magnesio. Alrededor del 70% del ARN ribosómico es de doble cadena y helicoidal con varios tallos y bucles debido al emparejamiento de bases entre regiones complementarias. La interacción del ARNr 16S con el ARNm ayuda a la subunidad 30S a reconocer el extremo inicial del ARNm. El sitio de unión del ribosoma en procariotas se encuentra cerca del extremo 5′ del ARNm aguas arriba del codón de inicio AUG.
Entre el extremo 5′ del ARNm y el codón AUG hay muchas bases. De ellas hay una secuencia de 5′-AGGAGGU-3′. Esto se llama secuencia Shine-Dalgarno y se encuentra 4-7 bases aguas arriba de AUG. La región del extremo 3′ del ARNr 16S tiene una secuencia complementaria de 3′- AUUCCUCCA-5′. Esta secuencia une el ARNm al ribosoma.
Un ribosoma tiene dos canales en él. El ARNm lineal entra y escapa por un canal que tiene el centro de decodificación. Este canal es accesible a los ARNt cargados. La cadena polipeptídica recién sintetizada escapa por el otro canal.
La subunidad pequeña del ribosoma contiene el centro de decodificación en el que los ARNt cargados decodifican los codones del ARNm. La subunidad grande contiene el centro de la peptidil transferasa, que forma enlaces peptídicos entre aminoácidos sucesivos. El ARNm se une al extremo 3′ del ARN 16S en la subunidad 30S del ribosoma. La subunidad 30S, el ARNm y el ARNt cargado se combinan para formar el complejo de preiniciación junto con los factores de iniciación y el GTP. Posteriormente la subunidad 50S del ribosoma se une para formar el complejo de iniciación 70S.
La función principal del ribosoma es la formación de enlaces peptídicos entre los aminoácidos sucesivos de la cadena peptídica recién sintetizada.
Hay dos sitios de unión del ARNt en el ribosoma. El primer sitio se llama sitio ‘P’ o sitio peptidil. El segundo sitio se llama sitio ‘A’ o sitio aminoacílico. Sólo el ARNt iniciador entra en el sitio «P». Todos los demás ARNt entran en el sitio ‘A’.
ADVERTENCIAS:
La función principal del ribosoma es la formación de enlaces peptídicos entre aminoácidos sucesivos. El enlace peptídico se forma entre el aminoácido en el sitio «A» y la cadena peptídica en el «P», alargando así la cadena en un aminoácido. Se descubrió que la peptidiltransferasa que cataliza la formación del enlace peptídico entre aminoácidos sucesivos está formada por varias proteínas y una molécula de ARNr 23S. Este ARNr 23S es una ribozima y es responsable de catalizar la formación de enlaces peptídicos entre aminoácidos sucesivos.
Además de estos dos sitios ‘P’ y ‘A’, existe un tercer sitio ‘E’ o sitio de salida. El ARNt desacilado (privado de aminoácidos) se mueve desde el sitio ‘P’ al sitio ‘E’ desde donde es expulsado.