タンパク質合成におけるリボソームの役割（図解付き）

ADVERTISEMENTS:

リボソームには2つのサブユニットがある：

各リボソームには大サブユニットと小サブユニットという不等価なサブユニットがあります。 細菌のリボソームは、スクロース中での沈降係数が30Sと50Sの2つのサブユニットから構成されています。 これらを合わせた沈降係数は70Sである。 両サブユニットには多くのタンパク質と少なくとも1つの大きなrRNAが含まれている。

真核生物のリボソームは、細菌のリボソームより大きい。 40Sと60Sの2つの不等間隔のサブユニットがあり、合わせて80Sの沈降係数を持つ。 リボソームの沈降速度はスベドバーグ単位(S)で測定される。 IS = 10~13秒。 細胞内のリボソームはすべて同一である。 リボソームの構成要素は分離することができ、また自然に再集合することができる。 リボソームには、核となるrRNAと表面に付着したタンパク質がある。

原核生物では30Sと50Sの両方のサブユニットがrRNAとタンパク質分子の構成要素を持っています。

同様に真核生物のリボソームribosomeは以下のような構成要素を持っている。

40S subunit: 18S分子＋30個のタンパク質

60S subunit: 5S、5.8S、rRNA +50個の蛋白質。

70Sリボソームの構造は左右対称でない。 70Sリボソームは4つの領域に分かれている。 これらはヘッド、ネック、ボディ、プラットフォームである。 50Sサブユニットは中央に5S rRNAを持つ突起とタンパク質を持つ茎がある。

タンパク質の多くは塩基性タンパク質で、酸性であるRNAと強く結合している。 リボソームRNA（rRNA）は細菌細胞内に存在する全RNAの80％以上を占める。

リボソームの2つのサブユニットは、マグネシウムの濃度によって会合と解離が起こります。 リボソームRNAの約70％は二本鎖で、相補的な領域間の塩基対形成により、様々なステムとループを持つらせん状になっている。 16S rRNAとmRNAの相互作用は、30SサブユニットがmRNAの始端を認識するのに役立つ。 原核生物におけるリボソーム結合部位は、開始コドンAUGの上流にあるmRNAの5′末端付近に存在する。

mRNAの5′末端とAUGコドンの間には、多くの塩基が存在する。 このうち、5′-AGGAGGU-3′という塩基配列があります。 これはShine-Dalgarno配列と呼ばれ、AUGの4-7塩基上流に存在する。 16S rRNAの3′末端領域には、3′- AUCCUCCA-5′という相補的な配列がある。 この配列がmRNAをリボソームに結合させる。

リボソームには2つのチャンネルがある。 線状のmRNAは、解読中心がある一方のチャネルから出入りする。 このチャネルには、荷電したtRNAがアクセスできる。 新しく合成されたポリペプチド鎖はもう一方のチャネルを通って逃げていきます。

リボソームのスモールサブユニットにはデコーディングセンターがあり、ここで荷電tRNAがmRNAのコドンを解読します。 大サブユニットにはペプチジルトランスフェラーゼセンターがあり、連続するアミノ酸の間にペプチド結合を形成する。 mRNAはリボソームの30Sサブユニット中の16S RNAの3′末端に結合する。 30Sサブユニット、mRNA、荷電tRNAが結合し、開始因子、GTPとともに開始前複合体を形成する。 その後、リボソームの50Sサブユニットが結合し、70S開始複合体が形成される。

リボソームの主な役割は、新しく合成されたペプチド鎖の連続するアミノ酸の間にペプチド結合を形成することである。

リボソームには2つのtRNA結合部位がある。 最初の部位は「P」部位またはペプチジル部位と呼ばれます。 もう1つは「A」サイトと呼ばれるもので、これはアミノアシル部位と呼ばれています。 P’サイトにはイニシエーターtRNAだけが入る。 他のすべてのtRNAはA部位に入る。

リボソームの主な役割は、連続したアミノ酸の間にペプチド結合を形成することである。 ペプチド結合は、「A」部位のアミノ酸と「P」部位のペプチド鎖の間に形成され、こうして鎖がアミノ酸1個分長くなる。 アミノ酸間のペプチド結合を触媒するペプチジル転移酵素は、複数のタンパク質と23S rRNA分子から構成されていることが発見された。 この23S rRNAはリボザイムであり、連続するアミノ酸間のペプチド結合形成の触媒を担っている。

このPとAという2つの部位に加えて、Eという第3の部位が存在する。 脱アシル化されたtRNA（アミノ酸を奪われたもの）は、P部位からE部位に移動し、そこから外に放出されます。