Estructura y función del ribosoma

La máquina de ribonucleoproteínas de dos subunidades que decodifica el ARN mensajero y forma enlaces peptídicos —una ribozima en el corazón de cada célula.

Definition

El ribosoma es el gran complejo de ribonucleoproteínas de dos subunidades que lleva a cabo la traducción, proporcionando los sitios que decodifican los codones del ARNm frente a los anticodones del ARNt y el centro catalítico que une los aminoácidos en un polipéptido.

Scope

Este tema abarca la arquitectura del ribosoma y cómo esa estructura realiza la traducción. Aborda las subunidades pequeña y grande, su composición de ARN ribosómico y proteínas, los sitios de unión de ARNt A, P y E, el centro de decodificación y el centro de peptidil transferasa. Establece el ribosoma como un catalizador basado en ARN; la mecánica paso a paso de la iniciación, elongación y terminación se trata en un tema complementario.

Core questions

• ¿De qué están hechas las dos subunidades ribosómicas y qué hace cada una?
• ¿Dónde se unen el ARNm y los ARNt en el ribosoma?
• ¿Cómo asegura el ribosoma que se seleccione el ARNt correcto?
• ¿Qué parte del ribosoma cataliza la formación del enlace peptídico?

Key theories

El ribosoma es una ribozima

La formación del enlace peptídico es catalizada por el ARN ribosómico en lugar de proteínas, lo que convierte al ribosoma en una enzima de ARN y apoya la idea de que la catálisis basada en ARN precedió a las enzimas proteicas.

Compartimentalización funcional de los sitios

La decodificación ocurre en la subunidad pequeña mientras que la catálisis ocurre en la subunidad grande, y los sitios A, P y E organizan la entrada, la retención del peptidil y la salida de los ARNt a medida que el ribosoma se mueve a lo largo del mensaje.

Mechanisms

La subunidad pequeña une el ARNm y alberga el centro de decodificación, donde se monitorea el emparejamiento codón-anticodón para que solo se acepten los aminoacil-ARNt correctamente emparejados. La subunidad grande contiene el centro de peptidil transferasa, formado por ARN ribosómico, que cataliza la formación del enlace peptídico, y el túnel de salida a través del cual emerge la cadena naciente. Los ARN de transferencia se mueven a través de los sitios A (aminoacil), P (peptidil) y E (salida) a medida que el ribosoma se transloca codón por codón, coordinando la decodificación con la formación de enlaces.

Clinical relevance

Las diferencias estructurales entre los ribosomas bacterianos y eucariotas son explotadas por muchos antibióticos de importancia clínica, y los defectos ribosómicos causan un grupo de trastornos; se ofrece como significado, no como guía clínica.

History

Décadas de bioquímica definieron las subunidades del ribosoma y su contenido de ARN; las estructuras cristalinas de alta resolución alrededor del año 2000 revelaron la arquitectura atómica y mostraron que el centro catalítico es ARN, trabajo reconocido con el Premio Nobel de Química de 2009.

Key figures

• Ada Yonath
• Venkatraman Ramakrishnan
• Thomas Steitz

Seminal works

• watson2013
• lodish2016

Frequently asked questions

¿Por qué se llama ribozima al ribosoma?

Porque su centro catalítico, que forma enlaces peptídicos, está hecho de ARN ribosómico en lugar de proteínas, por lo que una molécula de ARN realiza la catálisis.

¿Qué son los sitios A, P y E?

Tres sitios de unión de ARNt en el ribosoma: el sitio A acepta el aminoacil-ARNt entrante, el sitio P retiene el péptido en crecimiento y el sitio E es por donde sale el ARNt usado.