Características dos ribossomos, tipos, estrutura, funções

O Ribossomos Eles são as organelas celulares mais abundantes e estão envolvidas na síntese de proteínas. Eles não são cercados por membrana e são formados por dois tipos de subunidades: uma grande e uma pequena, como regra geral, a grande subunidade é quase o dobro da garotinha.

A linhagem procariótica tem ribossomos dos anos 70 compostos por uma grande subunidade 50 e 30 anos. Da mesma forma, os ribossomos da linhagem eucariótica são compostos por uma grande subunidade dos anos 60 e 40s pequenos.

O ribossomo é análogo a uma fábrica de movimento, capaz de ler o RNA mensageiro, traduzindo -o em aminoácidos e juntando -os por ligações peptídicas.

Os ribossomos são equivalentes a quase 10% das proteínas totais de bactéria e mais de 80% da quantidade de RNA total. No caso dos eucariotos, eles não são tão abundantes em relação a outras proteínas, mas seu número é maior.

Em 1950, o pesquisador George Palade visualizou os ribossomos e essa descoberta recebeu o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina.

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Características gerais

Pequena e grande subunidade do ribossomo

Componentes de todas as células

Os ribossomos são componentes essenciais de todas as células e estão relacionados à síntese de proteínas. Eles são de tamanho muito pequeno para que só possam ser visualizados à luz do microscópio eletrônico.

Eles são encontrados no citoplasma

Os ribossomos são livres no citoplasma da célula, ancorados no retículo endoplasmático áspero - os ribossomos dão a ela que a aparência "enrugada" - e em algumas organelas, como mitocôndrias e cloroplastos.

Síntese proteíca

Os ribossomos ligados às membranas são responsáveis ​​pela síntese de proteínas que serão inseridas na membrana plasmática ou serão enviadas ao exterior da célula.

Ribossomos livres, que não são acoplados a nenhuma estrutura no citoplasma, sintetize proteínas cujo destino é o interior da célula. Finalmente, os ribossomos das mitocôndrias sintetizam proteínas de uso mitocondrial.

Da mesma forma, vários ribossomos podem se unir e formar os "polirribossomos", formando uma corrente acoplada a um RNA mensageiro, sintetizando a mesma proteína, várias vezes e simultaneamente.

Subunidades

Todos são compostos de duas subunidades: um grande ou mais velho e um pequeno ou menor.

Alguns autores consideram que os ribossomos são organelas não membranosas, pois não possuem essas estruturas lipídicas, embora outros pesquisadores não os considerem organelas.

Estrutura

Subunidades de ribossomo. Fonte: Alejandro Porto/CC BY-S (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)

Os ribossomos são pequenas estruturas celulares (de 29 a 32 nm, dependendo do grupo organismo), arredondadas e densas, compostas por RNAs ribossômicos e moléculas de proteína, que estão associadas entre si.

Os ribossomos mais estudados são os de eubactérias, arcos e eucariotos. Na primeira linhagem, os ribossomos são mais simples e mais. Enquanto isso, os ribossomos euucários são mais complexos e maiores. Nos arcos, os ribossomos são mais semelhantes aos dois grupos em certos aspectos.

Os ribossomos de vertebrados e angiospermas (plantas de flores) são particularmente complexos.

Cada subunidade ribossômica é formada principalmente pelo RNA ribossômico e uma grande variedade de proteínas. A grande subunidade pode ser formada de pequenas moléculas de RNA, além do RNA ribossômico.

As proteínas são acopladas ao RNA ribossômico em regiões específicas, seguindo um pedido. Dentro dos ribossomos, vários locais ativos podem ser diferenciados, como áreas catalíticas.

O RNA ribossômico tem uma importância crucial para a célula e isso pode ser visto em sua sequência, que tem sido praticamente invariável durante a evolução, refletindo as altas pressões seletivas contra qualquer mudança.

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Funções de ribossomos

Os ribossomos são responsáveis ​​por mediar o processo de síntese de proteínas nas células de todos os organismos, sendo uma maquinaria biológica universal.

Os ribossomos - juntamente com o RNA de transferência e o RNA mensageiro - conseguem decodificar a mensagem de DNA e interpretá -lo em uma sequência de aminoácidos que formarão todas as proteínas de um organismo, em um processo chamado tradução.

À luz da biologia, a tradução da palavra refere -se à mudança de "linguagem" dos trigêmeos de nucleotídeos para aminoácidos.

Essas estruturas são a parte central da tradução, onde a maioria das reações ocorre, como a formação de links peptídicos e a liberação da nova proteína.

Tradução de proteínas

Tradução da cadeia polipeptídica do ribossomo. Fonte: SV: ANVändare: Elinnea/CC BY-S (http: // criativecommons.Org/licenças/BY-SA/3.0/)

O processo de formação de proteínas começa com a união entre um RNA mensageiro e um ribossomo. O Mensageiro se move através dessa estrutura em um final específico chamado "códon de iniciadores da cadeia".

À medida que o RNA mensageiro passa pelo ribossomo, uma molécula de proteína é formada, porque o ribossomo é capaz de interpretar a mensagem codificada no mensageiro.

Esta mensagem é codificada em trigêmeos de nucleotídeos, na qual a cada três bases indica um aminoácido particular. Por exemplo, se o RNA mensageiro carregar a sequência: Aug Auu Cuu Uug GCC, o peptídeo formado consistirá em aminoácidos: metionina, isoleucina, leucina, leucina e alanina.

Este exemplo mostra a "degeneração" do código genético, já que mais de um códon - neste caso CUU e UUG - está codificando o mesmo tipo de aminoácido. Quando o ribossomo detecta um bacalhau no RNA do Mensageiro, a tradução termina.

O ribossomo tem um site a e um site p. O site P mantém o peptidil-ANT e no site A entra no aminoacil-ANT.

Transferir RNA

RNAs de transferência são responsáveis ​​pelo transporte de aminoácidos para o ribossomo e têm a sequência complementar ao trigêmeo. Há um RNA de transferência para cada um dos 20 aminoácidos que compõem as proteínas.

Etapas químicas da síntese de proteínas

O processo começa com a ativação de cada aminoácido com a união do ATP em um complexo de monofosfato de adenosina, liberando fosfatos de alta energia.

A etapa anterior resulta em um aminoácido com excesso de energia e a união ocorre com seu respectivo RNA de transferência, para formar um complexo de aminoácidos-arntões. Aqui ocorre o lançamento do monofosfato de adenosina.

No ribosoma, o RNA de transferência encontra o RNA mensageiro. Nesta fase, a sequência do RNA híbrido de transferência ou anticódon com o códon ou trigêmeo do RNA do Mensageiro. Isso leva ao alinhamento do aminoácido com sua sequência adequada.

A enzima peptidil transferase é responsável por catalisar a formação de links peptídicos que se ligam a aminoácidos. Esse processo consome grandes quantidades de energia, pois requer a formação de quatro ligações de alta energia para cada aminoácido que se liga à cadeia.

A reação elimina um radical hidroxil na extremidade do cozinheiro de aminoácidos e elimina um hidrogênio na extremidade NH₂ do outro aminoácido.  As regiões reativas dos dois aminoácidos se ligam e criam o link peptídico.

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Ribossomos e antibióticos

Como a síntese de proteínas é um evento indispensável para bactérias, certos antibióticos têm como brancos os ribossomos e diferentes estágios do processo de tradução.

Por exemplo, a estreptomicina se liga à pequena subunidade para interferir no processo de tradução, causando erros na leitura do RNA do Messenger.

Outros antibióticos, como neomicinas e gentamicinas, também podem causar erros de tradução, acoplando uma pequena subunidade.

Tipos de ribossomos

Ribossomos em procariontes

Bactérias, como E. coli, Eles têm mais de 15.000 ribossomos (em proporções, isso é equivalente a quase um quarto do peso seco da célula bacteriana).

Os ribossomos em bactérias têm um diâmetro de cerca de 18 nm e são formados por 65% de RNA ribossômico e apenas 35% de proteína de vários tamanhos, entre 6.000 e 75.000 kDa.

A subunidade grande é chamada 50S e os pequenos 30s, que são combinados para formar uma estrutura dos anos 70 com uma massa molecular de 2.5 × 10⁶ KDA.

A subunidade dos anos 30 é alongada e não simétrica, enquanto os anos 50 são mais grossos e mais apertados.

A pequena subunidade de E. coli É composto por RNA ribossômico 16S (1542 bases) e 21 proteínas e na grande subunidade são ribossomalas 23s (2904 bases), 5s (1542 bases) e 31 proteínas. As proteínas que as compõem são básicas e o número varia de acordo com a estrutura.

As moléculas de RNA ribossômica, juntamente com proteínas, são agrupadas em uma estrutura secundária semelhante a outros tipos de RNA.

Ribossomos em eucariotos

Os ribossomos em eucariotos (80s) são maiores, com um maior teor de RNA e proteína. RNAs são mais longos e são chamados de 18s e 28s. Como nos procariontes, a composição dos ribossomos é dominada pelo RNA ribossômico.

Nesses organismos, o ribossomo tem uma massa molecular de 4.2 × 10⁶ KDA e se decompõe nas subunidades 40 e 60.

A subunidade dos anos 40 contém uma única molécula de RNA, 18s (Bases de 1874) e cerca de 33 proteínas. Da mesma forma, a subunidade 60s contém o RNA 28S (4718 bases), 5.8s (160 bases) e 5s (120 bases). Além disso, consiste em proteínas básicas e proteínas ácidas.

Ribossomos em arcos

Os arcabas são um grupo de organismos microscópicos que lembram bactérias, mas diferem em tantas características que constituem um domínio separado.  Eles vivem em diversos ambientes e são capazes de colonizar ambientes extremos.

Os tipos de ribossomos encontrados nos arcos são semelhantes aos ribossomos dos organismos eucarióticos, embora também tenham certas características de ribossomos bacterianos.

Possui três tipos de moléculas de RNA ribossômico: 16s, 23s e 5s, acopladas a 50 ou 70 proteínas, dependendo das espécies de estudo. Quanto ao tamanho dos ribossomos dos arcos, eles estão mais próximos dos bacterianos (70s com duas subunidades 30 e 50s), mas em termos de sua estrutura primária, estão mais próximos dos eucariotos.

Como os arcos geralmente habitam ambientes com altas temperaturas e altas concentrações de sal, seus ribossomos são altamente resistentes.

Coeficiente de sedimentação

Os s ou svedbergs refere -se ao coeficiente de sedimentação de partículas. Expressa a relação entre a velocidade constante de sedimentação entre a aceleração aplicada. Esta medida tem dimensões de tempo.

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Observe que os Svedbergs não são aditivos, pois levam em consideração a massa e a forma da partícula. Por esse motivo, em bactérias, o ribossomo composto por subunidades 50 e 30s não adiciona 80 anos, também as subunidades dos anos 40 e 60 não formam um ribossomo dos anos 90.

Síntese de ribossomos

Todas as máquinas celulares necessárias para a síntese de ribossomos são encontradas no nucléolo, uma região densa do núcleo que não é cercada por estruturas membranosas.

O nucléolo é uma estrutura variável, dependendo do tipo de célula: é grande e visível em células com altos requisitos de proteína e é uma área quase imperceptível em células que sintetizam uma pequena quantidade de proteína.

O processamento do RNA ribossômico ocorre nesta área, onde é anexado com proteínas ribossômicas e dá origem a produtos de condensação granulares, que são as subunidades imaturas que formarão os ribossomos funcionais.

As subunidades são transportadas para fora do núcleo - por poros nucleares - para o citoplasma, onde são montados em ribossomos maduros que podem começar com a síntese de proteínas.

Genes de RNA ribossômico

Nos seres humanos, os genes que codificam para RNAs ribossômicos são encontrados em cinco pares de cromossomos específicos: 13, 14, 15, 21 e 22. Como as células requerem grandes quantidades de ribossomos, os genes são repetidos várias vezes nesses cromossomos.

Os genes nucléolos codificam para ribossomales 5.8s, 18s e 28s e são transcritos pela RNA polimerase em um transcriptivo precursor 45S. O RNA 5S ribossômico não é sintetizado no nucléolo.

Origem e evolução

Os ribossomos modernos tiveram que aparecer na época de Luca, o último ancestral comum universal (do acrônimo em inglês Ancestral comum universal), provavelmente no hipotético RNA do mundo. Propõe -se que os RNAs de transferência fossem fundamentais para a evolução dos ribossomos.

Essa estrutura pode surgir como um complexo com funções de auto -aplicação que posteriormente adquiriram funções para a síntese de aminoácidos. Uma das características mais destacadas do RNA é sua capacidade de catalisar sua própria replicação.

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Referências

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