RNA Ribossômico e Biogênese Ribossômica

O RNA ribossômico é o cerne estrutural e catalítico do ribossomo, a máquina que traduz o RNA mensageiro em proteína. Longe de ser um arcabouço passivo, o rRNA forma o centro catalítico que une os aminoácidos, tornando o ribossomo uma ribozima. A construção de um ribossomo — a biogênese ribossômica — requer a transcrição, processamento, modificação e enovelamento do rRNA, bem como sua montagem com dezenas de proteínas.

Definition

O RNA ribossômico é o componente de RNA do ribossomo que fornece tanto sua estrutura quanto sua atividade catalítica de peptidil-transferase; a biogênese ribossômica é a transcrição, processamento, modificação e montagem coordenadas do rRNA com proteínas ribossômicas para formar subunidades funcionais.

Scope

Este tópico aborda o papel do rRNA como o cerne do ribossomo, a atividade catalítica (peptidil-transferase) que ele proporciona e a via da biogênese ribossômica: transcrição, processamento e modificação do rRNA, e montagem das subunidades pequena e grande, grande parte organizada no nucléolo. É um material de referência educacional e não oferece orientação clínica.

Core questions

• Por que o ribossomo é considerado uma ribozima em vez de uma enzima proteica?
• Como o RNA ribossômico é transcrito, processado e modificado?
• Como as subunidades ribossômicas pequena e grande são montadas a partir de rRNA e proteínas?
• Como a produção de ribossomos é coordenada com o crescimento celular?

Key concepts

• RNA ribossômico como cerne catalítico
• Centro peptidil-transferase
• Subunidades ribossômicas pequena e grande
• Transcrição e processamento de rRNA
• Modificação química de rRNA
• Nucléolo como sítio de montagem
• Biogênese ribossômica e crescimento celular

Key theories

O ribossomo é uma ribozima

Estruturas de alta resolução da subunidade ribossômica grande mostraram que o centro peptidil-transferase é composto de RNA, sem proteína no sítio catalítico, estabelecendo que o próprio rRNA catalisa a formação da ligação peptídica.

Mechanisms

A maioria do RNA ribossômico é transcrita como um longo precursor que é clivado, aparado e quimicamente modificado em muitas posições, depois enovelado e montado com proteínas ribossômicas nas subunidades pequena e grande, um processo organizado em grande parte dentro do nucléolo e assistido por numerosos fatores acessórios e pequenos RNAs nucleolares. Estruturas atômicas da subunidade grande revelaram que o sítio ativo onde as ligações peptídicas se formam é construído a partir de rRNA, não de proteína, de modo que o ribossomo é uma ribozima e seu cerne catalítico é o próprio RNA. As duas subunidades então atuam juntas durante a tradução, com o rRNA coordenando o posicionamento do tRNA e a catálise. O fato de que precursores de rRNA podem conter íntrons auto-splicing forneceu evidências iniciais de que o RNA pode realizar sua própria química de processamento.

Clinical relevance

Defeitos na biogênese ribossômica estão subjacentes a um grupo de distúrbios (ribossomopatias), o nucléolo e a síntese de rRNA são estudados em relação à proliferação celular e ao câncer, e o rRNA é um alvo principal de antibióticos. Esta entrada apresenta essa biologia como base educacional e não é uma base para diagnóstico ou tratamento individual.

History

Muito debatido como uma máquina catalisada por proteínas ou por RNA, o mecanismo do ribossomo foi estabelecido quando estruturas de resolução atômica da subunidade grande posicionaram apenas RNA no centro peptidil-transferase, confirmando que o rRNA é o catalisador. Isso se baseou no reconhecimento anterior de RNA catalítico e reformulou a biogênese ribossômica como a construção de uma grande enzima baseada em RNA.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

Por que o ribossomo é chamado de ribozima?

Porque seu centro catalítico, onde as ligações peptídicas são formadas, é feito de RNA ribossômico em vez de proteína, então o próprio RNA catalisa a reação.

Onde os ribossomos são montados na célula?

Grande parte da biogênese ribossômica — transcrição, processamento e montagem inicial do rRNA com proteínas — ocorre no nucléolo antes que as subunidades sejam exportadas para o citoplasma.