4.6A: Ribosomas
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Objetivos de aprendizaje
- Comparar y contrastar la estructura y función de los ribosomas en procariotas y eucariotas
Los ribosomas son pequeños orgánulos esféricos que producen proteínas uniendo aminoácidos. Muchos ribosomas se encuentran libres en el citosol, mientras que otros se unen al retículo endoplásmico rugoso. El propósito del ribosoma es traducir ARN mensajero (ARNm) en proteínas con la ayuda del ARNt. En eucariotas, los ribosomas se pueden encontrar comúnmente en el citosol de una célula, el retículo endoplásmico o ARNm, así como la matriz de las mitocondrias. Las proteínas sintetizadas en cada una de estas localizaciones desempeñan un papel diferente en la célula. En procariotas, también se pueden encontrar ribosomas en el citosol. Este orgánulo sintetizador de proteínas es el único orgánulo que se encuentra tanto en procariotas como en eucariotas, afirmando que el ribosoma es un rasgo que evolucionó desde el principio, muy probablemente presente en el ancestro común de eucariotas y procariotas. Los ribosomas no están unidos a la membrana.
Los ribosomas están compuestos por dos subunidades, una grande y otra pequeña, que solo se unen entre sí durante la síntesis de proteínas. El propósito del ribosoma es tomar el mensaje real y el complejo aminoacil-ARNt cargado para generar la proteína. Para ello, tienen tres sitios de unión. Uno es para el ARNm; los otros dos son para el ARNt. Los sitios de unión para ARNt son el sitio A, que contiene el complejo aminoacil-ARNt, y el sitio P, que se une al ARNt unido a la cadena polipeptídica en crecimiento.
En la mayoría de las bacterias, la estructura intracelular más numerosa es el ribosoma que es el sitio de síntesis de proteínas en todos los organismos vivos. Todos los procariotas tienen ribosomas 70S (donde S=unidades Svedberg) mientras que los eucariotas contienen ribosomas 80 más grandes en su citosol. El ribosoma 70S está compuesto por subunidades 50S y 30S. La subunidad 50S contiene el ARNr 23S y 5S mientras que la subunidad 30S contiene el ARNr 16S. Estas moléculas de ARNr difieren en tamaño en eucariotas y están complejadas con un gran número de proteínas ribosómicas, cuyo número y tipo puede variar ligeramente entre organismos. El ribosoma es el complejo multiproteico intracelular más comúnmente observado en bacterias.
El ensamblaje de ribosomas consiste en la transcripción, traducción, el plegamiento de ARNr y proteínas ribosómicas, la unión de proteínas ribosómicas y la unión y liberación de los componentes del ensamblaje para producir el ribosoma. El ensamblaje in vivo de la subunidad 30S tiene dos intermedios (P130s y P230s) y la subunidad 50S tiene tres intermedios (P150s, P250s y P350s). Sin embargo, los intermedios de reconstitución no son los mismos que in vitro. Los intermedios de la subunidad 30S producen partículas 21S y 30S, mientras que los intermedios de la subunidad 50S producen partículas 32S, 43S y 50S. Los intermedios en el ensamblaje in vivo son ARNr precursor que es diferente de in vitro que usa ARNr maduro. Para completar el mecanismo de ensamblaje de ribosomas, estos ARNr precursores se transforman en los polisomas.
Puntos Clave
- Todos los procariotas tienen ribosomas 70S (donde S=unidades Svedberg) mientras que los eucariotas contienen ribosomas 80 más grandes en su citosol. El ribosoma 70S está compuesto por subunidades 50S y 30S.
- Los ribosomas juegan un papel clave en la catálisis de dos procesos biológicos importantes y cruciales: la transferencia de peptidilo y la hidrólisis de peptidilo.
- Los ribosomas son pequeños orgánulos esféricos que producen proteínas uniendo aminoácidos. Muchos ribosomas se encuentran libres en el citosol, mientras que otros se unen al retículo endoplásmico rugoso.
Términos Clave
- ribosoma: Pequeños orgánulos que se encuentran en todas las células; involucrados en la producción de proteínas mediante la traducción de ARN mensajero.
- traducción: Proceso que ocurre en el ribosoma, en el que una cadena de ARN mensajero (ARNm) guía el ensamblaje de una secuencia de aminoácidos para hacer una proteína.
- Svedberg: La unidad Svedberg (S) ofrece una medida del tamaño de partícula basada en su velocidad de desplazamiento en un tubo sometido a alta fuerza g.