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.

Ribozómy nie sú organely a nie sú obalené žiadnou membránou, sú to len väčšie makromolekulové komplexy.

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. Po ukončení translácie ribozóm disociuje (rozpadá sa) na svoje podjednotky, ktoré môžu zahájiť ďalšiu proteosyntézu.

Veľkosť ribozómu

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.

Tab. Veľkosť ribozómov v Svedbergových jednotkách
pôvodmalá
podjednotka
veľká
podjednotka
celý
ribozóm
prokaryotický ribozóm30S50S70S
eukaryotický ribozóm40S60S80S
mitochondriálny ribozóm (u ľudí)35S45S60S
chloroplastový ribozóm30S50S70S
Z tabuľky je zrejmé, že veľkosť celého ribozómu vyjadrená v Svedbergových jednotkách nie je daná matematickým súčtom veľkostí jeho podjednotiek.

Ultraštruktúra ribozómu

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

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