Ribozómy

Ribozómy sú submikroskopické častice prítomné vo všetkých bunkách, u ktorých zabezpečujú syntézu bielkovín, teda aj v prokaryotických bunkách (nemajú ich len vírusy). Prvýkrát ich pozoroval ALBERT CLAUDE (1899–1983) v roku 1930 v bunkovom homogenáte mikroskopovaním v tmavom poli. Majú veľkosť 15–20 nm. Vyskytujú sa solitárne ako monozómy, alebo v špirálovitých či slučkovitých útvaroch pospájaných molekulou mRNA – polyzómy. Ribozómy sa nachádzajú voľne v cytoplazme, alebo sú naviazané na membrány drsného endoplazmatického retikula. Okrem toho sa ribozómy vyskytujú aj v semiautonómnych organelách s vlastnou genetickou informáciou (mitochondrie, chloroplasty).

Po chemickej stránke to sú ribonukleoproteínové častice, čiže sú zložené z ribonukleovej kyseliny – konkrétne ribozomálnej RNA (rRNA) – a bielkovín. Skladajú sa z dvoch podjednotiek – malej a veľkej ribozomálnej podjednotky, ktoré majú odlišné funkcie.

Miestom syntézy ribozómových prekurzorov je jadierko. Bielkoviny ribozomálnych podjednotiek sa syntetizujú v cytoplazme a potom prechádzajú do bunkového jadra. V oblasti jadierka dochádza k syntéze rRNA a jej spájaniu s ribozomálnymi proteínmi do funkčných ribozomálnych podjednotiek, ktoré opúšťajú jadro cez jadrové póry. Za kľudového stavu sa obe podjednotky nachádzajú v cytoplazme samostatne, ich spojenie zahajuje až väzba malej podjednotky s molekulou mRNA pri procese translácie.

Proteosyntéza, teda syntéza bielkovín, je kľúčový biologický proces, pri ktorom ribozómy prekladajú genetický kód z mRNA do reťazca aminokyselín, čím sa tvoria bielkoviny nevyhnutné pre fungovanie buniek. Po ukončení translácie ribozóm disociuje (rozpadá sa) na svoje podjednotky, ktoré môžu zahájiť ďalšiu proteosyntézu.

Proteosyntéza môže prebiehať nielen v cytoplazme, ale aj v špecializovaných organelách, ako sú mitochondrie a chloroplasty. Tieto organely obsahujú svoje vlastné ribozómy, ktoré sú podobné tým bakteriálnym, a syntetizujú bielkoviny potrebné pre ich vlastné funkcie, ako je produkcia energie v mitochondriách a fotosyntéza v chloroplastoch

Veľkosť ribozómu link

Veľkosť ribozómu a jeho zložiek charakterizuje jednotka Svedberg \( ( S ) \) (Svedbergova konštanta). Je to fyzikálna jednotka sedimentačného koeficientu pri ultracentrifugácii, pričom \( 1S = 10^{-13} s \). Podjednotky vznikajúce rozpadom ribozómu sa líšia veľkosťou aj funkciou. Ribozomálne rRNA ako aj ribozomálne proteíny sú z veľkej časti sekvenčne homologické v celej živej prírode, čo nám umožňuje zhotoviť všeobecný fylogenetický strom života. Predsa však existujú určité rozdiely ako medzi prokaryotickým a eukaryotickým ribozómom, tak aj medzi ribozómami semiautonómnych organel.

Ultraštruktúra ribozómu link

Ribozomálne podjednotky sú komplexy mnohých ribozomálnych proteínov a niekoľkých molekúl rRNA. Napriek tejto štruktúrnej zložitosti je tvar typického prokaryotického a eukaryotického ribozómu veľmi podobný.

Väzbové miesta ribozómu link

Ribozóm obsahuje viaceré väzbové miesta, ktoré sú potrebné pre interakciu s viacerými molekulami zúčastňujúcimi sa translácie, t.j. prekladu genetickej informácie z poradia nukleotidov na mRNA do poradia aminokyselín v polypeptidovom reťazci. Niektoré miesta majú funkčnú enzymatickú úlohu.

• väzbové miesto pre mRNA – umiestnené na malej podjednotke
• aminoacylové miesto (A miesto) – sem vstupujú a viažu sa aktivované tRNA, na ktorých je naviazaná príslušná aminokyselina
• peptidylové miesto (P miesto) – v tomto mieste nastáva predlžovanie polypeptidového reťazca práve o jednu aminokyselinu
• peptidyltransferázové miesto – katalytická aktivita peptidyltransferázy katalyzuje tvorbu peptidovej väzby
• výstupné miesto pre deacylovanú tRNA (E miesto) – tRNA, ktorá odovzdá svoju aminokyselinu, odchádza z ribozómu v tomto mieste
• väzbové miesta pre iniciačné a elongačné faktory – ďalšie miesta, na ktoré sa viažu pomocné proteíny (tzv. faktory) urýchľujúce a regulujúce proces proteosyntézy