Рибосоми є найважливішими органоидами клітини, так як на них протікає процес трансляції — синтез поліпептиду на матричної РНК (мРНК). Іншими словами, рибосоми служать місцем білкового синтезу.
Будова рибосом
Рибосоми відносяться до немембранным органоидам. Вони дуже дрібні (близько 20 нм), але численні (тисячі і навіть мільйони на клітину), складаються з двох частин – субъединиц. До складу субчастиц входять рибосомальные РНК (рРНК) і рибосомные білки, тобто рибосоми за хімічним складом є рибонуклеопротеидами. Однак у них також присутня невелика кількість низькомолекулярних сполук. Через численність рибосом, рРНК становить більше половини від усієї РНК клітини.
Одну з субодиниць називають «малою», другу – «великий».
У зібраній з субодиниць рибосомі виділять два (по одним джерелам) або три (по іншим) ділянки, які називають сайтами. Один з ділянок позначають A (aminoacyl) і називають аминоацильным, другий — P (peptidyl) — пептидильный. Ці сайти є основними каталітичними центрами протікають на рибосомах реакцій. Третій ділянку позначають E (exit), через нього звільнилася від синтезованого поліпептиду транспортна РНК (тРНК), залишає рибосому.
Крім перерахованих сайтів на рибосомах є інші ділянки, які використовуються для зв’язування різних ферментів.
Коли субодиниці дисоційований (нарізно) специфічність сайтів втрачається, тобто вони визначаються поєднанням відповідних областей обох субодиниць.
Відмінність рибосом прокаріотів та еукаріотів
Співвідношення за масою білків і РНК в рибосомі приблизно порівну. Однак у прокаріотів білків менша (близько 40%).
Розміри як самих рибосом, так і субодиниць виражають у швидкості їх седиментації (осадження) при центрифугуванні. При цьому S позначає константу Сведберга — одиницю, що характеризує швидкість осідання в центрифузі (чим більше S, тим швидше частка осідає, а значить важче). У рибосоми прокаріотів мають розмір у 70S, а в еукаріотів — 80S (тобто вони важчий і крупніше). При цьому субодиниці прокариотических рибосом мають значення 30S і 50S, а эукариотических — 40S і 60S. Розміри рибосом в мітохондріях і хлоропластах еукаріотів схожі з прокариотическими (хоча мають певну варіабельність за розмірами), що може вказувати на їх походження від древніх прокариотических організмів.
У прокаріотів до складу великої субодиниці рибосом входять дві молекули рРНК і більше 30 молекул білка, до складу малої — одна молекула рРНК і близько 20 білків. У еукаріотів в субъединицах більше молекул білка, а також у великій субодиниці три молекули рРНК. Складові рибосому білки і молекули рРНК володіють здатністю до зборку і в підсумку утворюють складну тривимірну структуру. Структуру рРНК підтримують іони магнію.
Синтез рРНК
У еукаріотів до складу рибосом входять 4 види рРНК. При цьому утворюються три з одного транскрипту-попередника — 45S рРНК. Він синтезується в ядрышке (на петлях хромосом його формуючому) за допомогою РНК-полімерази-1. Гени рРНК мають багато копій (десятки і сотні) і зазвичай розташовуються на кінцях різних пар хромосом. Після синтезу 45S рРНК розрізається на 18S, 5.8 S і 28S рРНК, кожна з яких піддається тим чи іншим модифікаціям.
Четвертий вид рРНК синтезується поза ядерця з допомогою ферменту РНК-полімерази-3. Це 5S РНК, яка після синтезу не потребує процесінгу.
Третинна структура рРНК у складі рибосом дуже складна і компактна. Вона служить каркасом для розміщення рибосомних білків, які виконують допоміжні функції для підтримання структури і функціональності.
Функція рибосом
Функціонально рибосоми є місцем зв’язування молекул, що беруть участь в синтезі (мРНК, тРНК, різні фактори). Саме в рибосомі молекули можуть зайняти один по відношенню до одного таке положення, яке дозволить швидко протекти хімічної реакції реакції.
У эукариотических клітинах рибосоми можуть перебувати вільно в цитоплазмі або бути прикріпленими за допомогою спеціальних білків до ЕПС (ендоплазматична мережа, вона ж ЕР — ендоплазматичний ретикулум).
У процесі трансляції рибосома переміщується по мРНК. Часто по одній ниткоподібний мРНК рухаються декілька (або безліч) рибосом, утворюючи так звану полисому (полирибосому).
