ADVERTISENSSIT:
Tehdään perusteellinen tutkimus ribosomien roolista proteiinisynteesissä.
Ribosomit tarjoavat puitteet, joiden varassa proteiinisynteesi tapahtuu. MRNA sitoutuu ribosomin 30S-alayksikköön muodostaen aloituskompleksin. Ribosomin tärkein tehtävä on sen kyky katalysoida peptidisidosten muodostumista aminohappojen välille, jotta aminohapot liittyisivät proteiineihin.
Ribosomit ovat tiheitä rakkuloita, joilla ei ole peitinkalvoja. Ne havaitsi ensimmäisenä Palade. Bakteerien ribosomit sisältävät 65 % RNA:ta (rRNA) ja 35 % proteiineja. Niiden halkaisija on 18 nm. Ribosomeja on kaikissa soluissa. E. coli -bakteerissa on 10 000 ribosomia, ja ne muodostavat noin 25 % bakteerisolun kokonaismassasta. Nisäkässolu sisältää noin 10 miljoonaa ribosomia.
HAVAINNOT:
Ribosomissa on kaksi alayksikköä:
Kussakin ribosomissa on kaksi eriarvoista alayksikköä, suuri ja pieni alayksikkö. Bakteerien ribosomit koostuvat kahdesta alayksiköstä 30S ja 50S laskeutumiskerroin sakkaroosissa. Niiden yhdistetty sedimentaatiokerroin on 70S. Molemmat alayksiköt sisältävät monia proteiineja ja ainakin yhden suuren rRNA:n.
Eukaryoottiset ribosomit ovat suurempia kuin bakteerien ribosomit. Niissä on kaksi eriarvoista 40S- ja 60S-alayksikköä, joiden yhteenlaskettu sedimentaatiokerroin on 80S. Ribosomeja mitataan niiden sedimentaationopeuden perusteella Svedbergin yksikköinä (S). IS = 10~13 sekuntia. Kaikki tietyn solun ribosomit ovat identtisiä. Ribosomin osat voivat erota toisistaan ja kokoontua uudelleen spontaanisti. Ribosomissa on rRNA:sta koostuva ydin, jonka pinnalle on kiinnittynyt proteiineja.
Prokaryooteissa sekä 30S- että 50S-alayksiköissä on rRNA- ja proteiinimolekyylikomponentteja.
Vastaavasti eukaryoottisella ribosomilla ribosomilla on seuraavat osat:
40S-alayksikkö: 18S-molekyyli + 30 proteiinia
60S-alayksikkö: 5S, 5.8S ja rRNA +50 proteiinia.
70S-ribosomin rakenne ei ole symmetrinen. 70S-ribosomi jakautuu neljään alueeseen. Nämä ovat pää, kaula, runko ja alusta. 50S-alayksikössä on keskeinen uloke, jossa on 5S rRNA ja varsi, jossa on proteiineja.
Proteiineista suurin osa on emäksisiä proteiineja ja niillä on vahva yhteys RNA:han, joka on luonteeltaan hapanta. Ribosomaalinen RNA (rRNA) muodostaa yli 80 % bakteerisolussa olevasta kokonais-RNA:sta.
HAVAINNOT:
Ribosomin kaksi alayksikköä assosioituvat ja dissosioituvat magnesiumpitoisuudesta riippuen. Noin 70 % ribosomaalisesta RNA:sta on kaksisäikeistä ja spiraalimaista, ja siinä on erilaisia kantoja ja silmukoita, jotka johtuvat komplementaaristen alueiden välisestä emäspareista. 16S rRNA:n ja mRNA:n vuorovaikutus auttaa 30S-alayksikköä tunnistamaan mRNA:n alkupään. Ribosomin sitoutumiskohta sijaitsee prokaryooteissa lähellä mRNA:n 5′-päätä ennen aloituskodonia AUG.
MRNA:n 5′-pään ja AUG-kodonin välissä on monia emäksiä. Näistä on sekvenssi 5′-AGGAGGU-3′. Tätä kutsutaan Shine-Dalgarno-sekvenssiksi, ja se sijaitsee 4-7 emästä AUG-kodonista ylävirtaan. 16S rRNA:n 3′-pään alueella on komplementaarinen sekvenssi 3′- AUUCCUCCA-5′. Tämä sekvenssi sitoo mRNA:n ribosomiin.
Ribosomissa on kaksi kanavaa. Lineaarinen mRNA tulee ja poistuu toisen kanavan kautta, jossa on dekoodauskeskus. Tähän kanavaan pääsevät latautuneet tRNA:t. Vastasyntetisoitu polypeptidiketju poistuu toisen kanavan kautta.
Ribosomin pieni alayksikkö sisältää dekoodauskeskuksen, jossa varatut tRNA:t dekoodaavat mRNA:n koodonit. Suuri alayksikkö sisältää peptidyylitransferaasikeskuksen, joka muodostaa peptidisidoksia peräkkäisten aminohappojen välille. MRNA sitoutuu ribosomin 30S-alayksikössä olevan 16S RNA:n 3′-päähän. 30S-alayksikkö, mRNA ja varautunut tRNA yhdistyvät ja muodostavat yhdessä initiaatiotekijöiden ja GTP:n kanssa pre-initiaatiokompleksin. Myöhemmin ribosomin 50S-alayksikkö yhdistyy ja muodostaa 70S-initatiokompleksin.
Ribosomin tärkein tehtävä on peptidisidosten muodostaminen vastasyntetisoidun peptidiketjun peräkkäisten aminohappojen välille.
Ribosomissa on kaksi tRNA:n sitoutumiskohtaa. Ensimmäistä paikkaa kutsutaan P-paikaksi eli peptidyylipaikaksi. Toista paikkaa kutsutaan ’A’-paikaksi eli aminoasyylipaikaksi. Ainoastaan initiaattori-tRNA pääsee P-kohtaan. Kaikki muut tRNA:t tulevat A-kohtaan.
ESIMERKKEJÄ:
Ribosomin tärkein tehtävä on peräkkäisten aminohappojen välisten peptidisidosten muodostaminen. Peptidisidos muodostuu ”A”-kohdassa olevan aminohapon ja ”P”-kohdassa olevan peptidiketjun välille, jolloin ketju pitenee yhdellä aminohapolla. Havaittiin, että peptidyylitransferaasi, joka katalysoi peräkkäisten aminohappojen välisen peptidisidoksen muodostumista, koostuu useista proteiineista ja 23S rRNA-molekyylistä. Tämä 23S rRNA-molekyyli on ribotsyymi, ja se on vastuussa peräkkäisten aminohappojen välisen peptidisidoksen muodostumisen katalysoinnista.
Näiden kahden paikan ’P’ ja ’A’ paikan lisäksi on olemassa kolmas paikka ’E’ eli poistumispaikka. Deasyloitunut tRNA (josta on poistettu aminohappo) siirtyy ’P’-kohdasta ’E’-kohtaan, josta se poistuu ulos.