Los ribosomas son complejos de ribonucleoproteínas (es decir compuestos de proteínas y ARN ) presentes en las células eucariotas y procariotas . Extremadamente bien conservados durante la evolución, su función es sintetizar proteínas decodificando la información contenida en el ARN mensajero . Están formados por ARN ribosomales , que llevan actividad catalítica , y proteínas ribosómicas. Los ribosomas están formados por dos subunidades, una más pequeña que "lee" el ARN mensajero y otra más grande que polimeriza los aminoácidos para formar la proteína correspondiente.
Una secuencia de ADN puede conducir en ciertos casos a la producción de ARNm (o ARN mensajero) por transcripción . Luego, estos pueden traducirse en secuencias de aminoácidos . Los ribosomas son uno de los factores esenciales en la traducción. Tienen la capacidad de unirse al ARNm y formar una coincidencia entre el código del ARNm y la secuencia de aminoácidos de una proteína determinada. Los aminoácidos se eligen mediante ARNt que permite el enlace físico entre la secuencia peptídica y la secuencia genética , todo ello respaldado por la actividad del ribosoma. De hecho, este último a diferentes niveles (retículo citosólico o endoplásmico, por ejemplo), permite la síntesis de péptidos y, por tanto, la traducción del código genético en proteínas futuras.
Como se dijo anteriormente, los ribosomas son ribonucleoproteínas, resultantes del ensamblaje de dos subunidades:
En eucariotas, los ribosomas se encuentran en el citoplasma , libres o asociados, ya sea con las membranas del retículo endoplásmico , o con la envoltura nuclear (siendo esta última una continuación del sistema de endomembranas), o en forma de polisomas (o polirribosomas). ). En las bacterias, los ribosomas también se encuentran en el citoplasma o unidos a la membrana plasmática. Los ribosomas también se encuentran en las mitocondrias y algunos plástidos , y su estructura es similar a la de los ribosomas procarióticos. Esto se explica por la teoría de la endosimbiosis . Su función es traducir los ARN mensajeros derivados del ADN mitocondrial o del ADN del cloroplasto .
Cuando la traducción es muy activa, varios ribosomas pueden asociarse simultáneamente con el mismo ARN mensajero, esta cadena de ribosomas consecutivos en el ARN se denomina polisoma o polirribosoma.
Contienen ARN conocidos como ARN ribosomales (o ARNr ) y proteínas ribosomales , y se componen de dos subunidades: una subunidad grande (L para grande ) y una subunidad pequeña (S para pequeña ). Estas subunidades se construyen alrededor de un núcleo de ARN ribosómico con una estructura muy compacta, alrededor del cual cuelgan las proteínas. El sitio activo del ribosoma que cataliza la formación de enlaces peptídicos es el ARN. En eucariotas, la biogénesis de los ribosomas tiene lugar en el nucleolo , una estructura interna del núcleo.
| Composiciones | Procariotas | Eucariotas | |
|---|---|---|---|
| Subunidad grande | Coeficiente de sedimentación | 50S | 60S |
| ARN ribosomales | ARN 23S, 5S | ARN 5S, 5.8S, 28S | |
| Proteínas (números) | 34 | 49 | |
| Pequeña subunidad | Coeficiente de sedimentación | 30S | 40S |
| ARN ribosomales | 16S | ARN 18S | |
| Proteínas (números) | 21 | 33 |
En total, el ribosoma funcional (compuesto por las dos subunidades juntas) tiene una masa molecular de 4,2 × 10 6 daltons, un coeficiente de sedimentación de 80 svedbergs en eucariotas y 70 svedbergs en procariotas.
Los ribosomas 70S de los procariotas tienen 25 nanómetros de diámetro (hay una distancia de 20 nanómetros entre el sitio A y el sitio E).
Los ribosomas 70S de los procariotas son sensibles a ciertos antibióticos (aminoglicósidos y cloranfenicol, por ejemplo) que no tienen ningún efecto sobre los ribosomas 80S de los eucariotas.
Las mitocondrias y los cloroplastos (para las células vegetales ) también contienen ribosomas 70S, que, además del hecho de que tienen su propio ADN y su propio mecanismo de reproducción, respaldan la proposición de que estos orgánulos se derivan de procariotas en simbiosis con la célula eucariota ( teoría de la endosimbiosis ).
El ribosoma es la "máquina" que traduce la molécula de ARNm en síntesis de proteínas. El código genético asegura la correspondencia entre la secuencia del ARNm y la secuencia del polipéptido sintetizado. El ribosoma utiliza ARN de transferencia o ARNt como "adaptadores" entre el ARN mensajero y los aminoácidos .
El ARN mensajero pasa a través de la subunidad pequeña (30S o 40S) que contiene los sitios de unión del ARNt en el ARNm. La subunidad grande contiene la parte catalítica, llamada centro de peptidil-transferasa, que sintetiza el enlace peptídico entre aminoácidos consecutivos en la proteína. La subunidad grande también contiene un túnel a través del cual sale la cadena de proteínas que se sintetiza. También hay tres sitios en la subunidad grande donde los ARNt que transportan aminoácidos se unirán durante la traducción: el sitio A (para aminoacil-ARNt), que está ocupado por un ARNt que lleva un aminoácido esperando 'ser ligado a la cadena polipeptídica; el sitio P (para peptidil-ARNt), que está ocupado por un ARNt que lleva un aminoácido unido a la cadena polipeptídica resultante; finalmente, el sitio E (para la salida ), que permite la liberación del ARNt desacetilado que ha entregado su aminoácido.
El ribosoma también es un motor molecular, que avanza sobre el ARN mensajero al consumir la energía proporcionada por la hidrólisis de GTP . Varias proteínas, llamadas factores de elongación, están asociadas con este movimiento, llamado translocación.
En Febrero de 2009la revista Nature publicó un artículo escrito por dos biofísicos de la Universidad de Montreal . Al centrarse en la estructura del ARNr 23S de la subunidad grande del ribosoma procariota, intentan reconstruir el orden en el que los constituyentes se agregaron sucesivamente entre sí para llegar a la estructura actual de este complejo macromolecular . Este trabajo tiene el interés de modelar la transición entre un mundo hipotético con ARN original, donde la actividad catalítica se habría limitado a las ribozimas (ARN autocatalítico), y el mundo actual en el que las proteínas y en particular las enzimas realizan la mayoría de las funciones. Catálisis bioquímica .