Ribozomy jsou poměrně velké komplexní struktury složené zejména zrRNA a proteinů. Dělí se na dvě podjednotky, menší a větší.K ribozomu se napojujemediátorová RNA (mRNA), která obsahujepřepis genetické informace např. zjadernéhogenomu. Podle pořadí trojicbází v této genetické informaci přichází k ribozomu na základěgenetického kódu jednotlivéaminokyseliny napojené natRNA; tyto aminokyseliny jsou následně díkykatalytickým vlastnostem ribozomu spojeny v jedenpolypeptid, resp.protein, který pak (někdy po jistýchúpravách) vykonává svou funkci v organizmu.
Velkou výzvou vždy bylo určit přesnou atomární strukturu ribozomu. Za objevy na tomto poli byla roku2009 udělenaNobelova cena za chemii třem významným vědcům na tomto poli:Venkatramanu Ramakrishnanovi zCambridge,Thomasovi Steitzovi zYalu aAdě Jonat z izraelskéhoWIS.[1] Každý z nich pocházel z jiné výzkumné skupiny, všem se nezávisle na sobě podařilo určit trojrozměrnou stavbu malé a velké podjednotky prokaryotických ribozomů. Všichni však využívali metodu rentgenovékrystalografie. Velkým oříškem bylo zejména nejprve získat krystaly ribozomů, o což se Ada Yonath pokoušela již od80. let 20. století. Používala k tomu ribozomy ztermofilníchbakterií ahalofilnícharcheí. Během let se jí podařilo postupně zvyšovat přesnost a byl získáván stále kvalitnější obrazdifraktujícího krystalu. K jeho analýze přispěli zejména další dva jmenovaní laureáti, Ramakrishnan a Steitz.[2]
Ribozom se ze dvou třetin skládá z ribonukleové kyseliny (konkrétně tzv.rRNA, tedy ribozomální RNA), jen z jedné třetiny pak z různých proteinů.[3] Všechny organizmy mají stavbu ribozomů podobnou.[4] Například základní rozdělení části ribozomu je vždy na dvě části, malou a velkou podjednotku. Přesto však lze zejména meziprokaryotickým aeukaryotickým ribozomem nalézt určité rozdíly ve stavbě.[pozn 1]
Rozdíly mezi ribozomy se velmi často udávají pomocí tzv.sedimentačního koeficientu, tedy veličiny, která udává čas, za který proběhne v ultracentrifuzesedimentace ribozomu. Jednotkou jeSvedberg (S), tato jednotka představuje čas 10−13sekundy. Prokaryotický ribozom se na základě těchto veličin označuje jako 70S, eukaryotický je 80S.[4] Také obě podjednotky vykazují určité rozdíly, pokud se srovnávají sedimentační koeficienty eukaryotických a prokaryotických ribozomů. Malá podjednotka prokaryot má koeficient 30S, u eukaryot je tato podjednotka 40S. Velká podjednotka ribozomu je u prokaryot 50S, u eukaryot 60S.[4]
Ribosom obsahuje čtyři vazebná místa pro molekuly RNA: jedno pro mRNA a tři pro tRNA:A-místo (aminokyselinové),P-místo (proteinové/peptidické) aE-místo (exit).
Ribozomální RNA je esenciální složkou ribozomů. Bylo zjištěno, že právě rRNA je zodpovědná za funkčnost ribozomu, tedy schopnost přepisovatmRNA do proteinů. Z tohoto hlediska je ribozomální RNA vlastněenzym a říká se jí protoribozym. Tato funkce byla zpočátku překvapivá, protože se myslelo, že enzymatické aktivity jsou schopné jen proteiny. Ribozomální RNA však tvoří prostorové struktury, podobné aktivním místům proteinů fungujících jako enzymy. Je díky tomu schopná například správně navázattRNA a také zajišťuje vznik peptidových vazeb meziaminokyselinami vznikajícího řetězce (druhou z jmenovaných ovládá u prokaryot především23S rRNA).
Prokaryotický a eukaryotický ribozom se však v obsahu rRNA liší. Zatímco prokaryotický obsahuje v malé podjednotce16S rRNA (1540nukleotidů) a ve velké podjednotce5S rRNA (120 nukleotidů) a23S rRNA (2900 nukleotidů), eukaryotický obsahuje v malé podjednotce18S rRNA (1900 nukleotidů) a ve velké podjednotce5S rRNA (120 nukleotidů),5,8S rRNA (160 nukleotidů) a28S rRNA (4700 nukleotidů).[4]
Dále se ribozomy skládají z proteinů. Prokaryotické ribozomy obsahují 55 proteinů (21 v malé a 34 ve velké podjednotce), eukaryotické ribozomy mají dokonce 82 proteinů (33 v malé a 49 ve velké podjednotce).[4]
Transferová RNA (tRNA), která se váže svýmantikodonem nakodon mRNA, musí být velmi přesně rozeznána, jinak by došlo k záměnám aminokyselin a chybnému čtenígenetického kódu. To umožňuje RNA v malé podjednotce (16S u bakterií), která se označuje také jako tzv. „molekulární pravítko“. Jeho nukleotidy tvořívodíkové můstky s nukleotidy kodonu i antikodonu pouze v případě, že se správně navázaly a prostorově zorientovaly. Jeden krok má tedy ribozom za sebou, ale teď je ještě nutné navázat aminokyselinu na prodlužující se polypeptid. To zase umožňuje „peptidyl-transferázové centrum“ ve velké ribozomální podjednotce. Katalytickou funkci zde má zejména opět ribozomální RNA (u bakterií 23S RNA) a dále také molekula tRNA nesoucí aminokyselinu, molekuly vody a různé ribozomální proteiny.[2]
Pro buňku je zcela zásadní, aby měla v každém okamžiku dostatek ribozomů pro svou činnost, a tak jsou tyto struktury neustále syntetizovány ze svých stavebních součástí.[5]
↑ALBERTS, Bruce, et al.Essential Cell Biology. 2. vyd. New York: Garland Science, 2004.Dostupné online. (anglicky)
↑abcdeBruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, Peter Walter; JOHNSON, Alexander; Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, Peter Walter.Molecular Biology of the Cell. 4. vyd. New York: [s.n.], 2002.Dostupné online.ISBN978-0-8153-3218-3,ISBN978-0-8153-4072-0. (anglicky)
