Будова і функції рибосом

Ядерце — похідний органоїд ядра, в якому синтезується рРНК, що входить до складу рибосом цитоплазми. Рибосоми — універсальний органоїд всіх клітин, незалежно від ступеня їх складності, так як вони беруть участь в остаточних етапах потоку інформації. За допомогою рибосом здійснюється трансляція (переведення) інформації з іРНК на поліпептидний ланцюг білка. Хоча функція і загальний план будови рибосом подібний у про- і еукаріот, є суттєві їх відмінності.

Рибосоми — складні рибонуклеопротеїдні комплекси, в яких є рРНК і кислі білки приблизно у рівних відношеннях. Вони наближаються до глобулярної форми. Виявлено три основних класи рибосом: рибосоми 70s прокаріот; рибосоми 80s — містяться в цитоплазмі еукаріотичних клітин і рибосоми внутрішньоклітинних органел (мітохондрій і хлоропластів).

Рибосоми 70s мають діаметр 22-23 нм. Константа їх седиментації складає 70 одиниць Сведберга. Ці рибосоми виявлені в клітинах всіх прокаріот. Рибосоми 80s дещо більші — діаметр 24-25 нм. Рибосоми пластид і мітохондрій близькі за будовою до прокаріотичних рибосом. Мають константу седиментації близько 70s, за властивостями також подібні, але не ідентичні прокаріотичним. Але ці відмінності виходять за межі програми цитології і є предметом молекулярної біології.

Рибосома на стадії трансляції складається з 2-х нерівних субодиниць, в асоціації яких беруть участь двовалентні катіони, а особливо іони Мg⁺. При їх зниженні в розчині ці субодиниці легко роз’єднуються. Прокаріотична рибосома 70s дисоціює на велику 50s і малу 30s субодиниці: рибосоми 80s мають в складі субодиниці 60s і 40s. Найдетальніше вивчені прокаріотичні рибосоми. Їх мала субодиниця 30s має неправильну форму, нагадує дещо вигнуту паличку. Субодиниця 50s складається з «основи», що має напівсферичну форму, від якої відходять асиметрично 3 виступи. Жодна з субодиниць окремо здійснювати синтез білка не може. Функціонально активна лише рибосома 70s.

Рибосома 70s бактерій містить 3 типи рРНК: 23s рРНК; 16s рРНК; 5s рРНК. До складу субодиниці 50s входить одна молекула 23s рРНК і одна молекула 5s рРНК. Субодиниця 30s має лише одну молекулу 16s рРНК.

До складу рибосом 80s еукаріот входить 4 типи рРНК. Субодиниця 60s рРНК поєднує в собі 28s; 5s і 5, 8s рРНК. Мала субодиниця 40s також, як і прокаріотична, має один тип рРНК — 18s. Кожна з рРНК знаходиться в асоціації з білками. В рибосомі прокаріот виявлено 55, в еукаріотичній — 85.

Рибосомальна РНК виконує велику роль в функціонуванні рибосом. Але конкретно всі функції рРНК ще не встановлені. Деякі з них:

1. Структурна роль — є високоспецифічним каркасом для точного закріплення рибосомальних структур і функціональних білків.

2. Мала субодиниця, містить 16s рРНК (у прокаріот), бере участь у виборі і установці на рибосомі ініціаторного кодона мРНК.

3. рРНК великої субодиниці утримує і переміщує утворений пептид і тРНК.

Функції білків рибосом також різноманітні і мало вивчені. Відомо, що вони беруть участь в переміщенні іРНК, тРНК і синтезованому білковому ланцюзі.

Функціонуючі рибосоми разом з трансльованою іРНК формують полірибосоми, число рибосом в яких залежить від довжини іРНК. В цитоплазмі клітини розрізняють вільні рибосоми і зв’язані, що розміщуються на мембранах ЕР зі сторони цитозоля. В цьому випадку рибосоми закріплені на мембрані. Даний тип ЕР називається гранулярним ЕР. Білок, що утворився на рибосомах має гідрофобний початковий кінець, за допомогою якого він пронизує ліпідний бішар мембрани, надходить в цистерни ЕР і перерозподіляється в цитоплазмі. Довжина нового білка, що сповзає з великої субодиниці рибосоми в складі полісоми, залежить від довжини, від початку трансльованої іРНК даною рибосомою.