RNA Ribosom dan Biogenesis Ribosom

RNA ribosom adalah inti struktural dan katalitik ribosom, mesin yang menerjemahkan RNA duta menjadi protein. Jauh dari sekadar perancah pasif, rRNA membentuk pusat katalitik yang menggabungkan asam amino, menjadikan ribosom sebagai ribozim. Membangun ribosom—biogenesis ribosom—membutuhkan transkripsi, pemrosesan, modifikasi, dan pelipatan rRNA serta perakitannya dengan lusinan protein.

Definition

RNA ribosom adalah komponen RNA dari ribosom yang menyediakan kerangka struktural dan aktivitas katalitik peptidil-transferase; biogenesis ribosom adalah transkripsi, pemrosesan, modifikasi, dan perakitan rRNA yang terkoordinasi dengan protein ribosom untuk membentuk subunit fungsional.

Scope

Topik ini mencakup peran rRNA sebagai inti ribosom, aktivitas katalitik (peptidil-transferase) yang disediakannya, dan jalur biogenesis ribosom: transkripsi, pemrosesan, dan modifikasi rRNA, serta perakitan subunit kecil dan besar, yang sebagian besar diatur dalam nukleolus. Ini bersifat referensi-edukasi dan tidak memberikan panduan klinis.

Core questions

• Mengapa ribosom dianggap sebagai ribozim daripada enzim protein?
• Bagaimana RNA ribosom ditranskripsi, diproses, dan dimodifikasi?
• Bagaimana subunit ribosom kecil dan besar dirakit dari rRNA dan protein?
• Bagaimana produksi ribosom dikoordinasikan dengan pertumbuhan sel?

Key concepts

• RNA ribosom sebagai inti katalitik
• Pusat peptidil-transferase
• Subunit ribosom kecil dan besar
• Transkripsi dan pemrosesan rRNA
• Modifikasi kimia rRNA
• Nukleolus sebagai situs perakitan
• Biogenesis ribosom dan pertumbuhan sel

Key theories

Ribosom adalah ribozim

Struktur resolusi tinggi dari subunit ribosom besar menunjukkan bahwa pusat peptidil-transferase terdiri dari RNA, tanpa protein di situs katalitik, yang membuktikan bahwa rRNA itu sendiri mengkatalisis pembentukan ikatan peptida.

Mechanisms

Sebagian besar RNA ribosom ditranskripsi sebagai prekursor panjang yang kemudian dibelah, dipangkas, dan dimodifikasi secara kimiawi di banyak posisi, lalu dilipat dan dirakit dengan protein ribosom menjadi subunit kecil dan besar, sebuah proses yang sebagian besar diatur di dalam nukleolus dan dibantu oleh banyak faktor aksesori serta RNA nukleolar kecil. Struktur atom subunit besar mengungkapkan bahwa situs aktif tempat ikatan peptida terbentuk dibangun dari rRNA, bukan protein, sehingga ribosom adalah ribozim dan inti katalitiknya adalah RNA itu sendiri. Kedua subunit kemudian bekerja sama selama translasi, dengan rRNA mengoordinasikan penempatan tRNA dan katalisis. Prekursor rRNA yang dapat mengandung intron penyambung-diri (self-splicing introns) memberikan bukti awal bahwa RNA dapat melakukan kimia pemrosesannya sendiri.

Clinical relevance

Cacat dalam biogenesis ribosom mendasari sekelompok kelainan (ribosomopati), nukleolus dan sintesis rRNA dipelajari dalam kaitannya dengan proliferasi sel dan kanker, dan rRNA adalah target utama antibiotik. Entri ini menyajikan biologi tersebut sebagai latar belakang pendidikan dan bukan dasar untuk diagnosis atau pengobatan individu.

History

Setelah lama diperdebatkan apakah ribosom adalah mesin yang dikatalisis oleh protein atau RNA, mekanisme ribosom akhirnya terpecahkan ketika struktur resolusi atom dari subunit besar hanya menempatkan RNA di pusat peptidil-transferase, membenarkan bahwa rRNA adalah katalis. Ini dibangun di atas pengakuan sebelumnya tentang RNA katalitik dan membingkai ulang biogenesis ribosom sebagai konstruksi enzim berbasis RNA yang besar.

Key figures

• Thomas Steitz
• Ada Yonath
• Venkatraman Ramakrishnan
• Harry Noller

Seminal works

• ban-2000
• nissen-2000
• kruger-1982

Frequently asked questions

Mengapa ribosom disebut ribozim?

Karena pusat katalitiknya, tempat ikatan peptida terbentuk, terbuat dari RNA ribosom daripada protein, sehingga RNA itu sendiri mengkatalisis reaksi.

Di mana ribosom dirakit dalam sel?

Sebagian besar biogenesis ribosom—transkripsi, pemrosesan, dan perakitan awal rRNA dengan protein—berlangsung di nukleolus sebelum subunit diekspor ke sitoplasma.