Estrutura e Função do Ribossomo

O ribossomo é a grande máquina ribonucleoproteica que realiza a tradução, lendo o RNA mensageiro e sintetizando proteínas. Construído a partir de RNA ribossômico e muitas proteínas arranjadas em duas subunidades, ele decodifica códons e catalisa a formação de ligações peptídicas.

Definition

O ribossomo é um complexo ribonucleoproteico de duas subunidades, cuja subunidade pequena decodifica os códons do RNA mensageiro e cuja subunidade grande catalisa a formação de ligações peptídicas através de seu RNA ribossômico, tornando o ribossomo uma ribozima.

Scope

Este tópico abrange a arquitetura de duas subunidades do ribossomo, sua composição de RNA ribossômico e proteínas, o centro de decodificação na subunidade pequena e o centro da peptidil transferase na subunidade grande, os sítios A, P e E do RNA transportador, e a descoberta de que a catálise é realizada pelo RNA. É um tópico estrutural e mecanicista, não uma orientação clínica.

Core questions

• Quais são os componentes e a arquitetura geral do ribossomo?
• Onde ocorrem a decodificação e a formação da ligação peptídica?
• Por que o ribossomo é considerado uma ribozima?
• Como os ribossomos bacterianos e eucarióticos diferem?

Key concepts

• Subunidades ribossômicas pequena e grande
• RNA ribossômico (rRNA) e proteínas ribossômicas
• Centro de decodificação (subunidade pequena)
• Centro da peptidil transferase (subunidade grande)
• Sítios A, P e E do RNA transportador
• Polissomos
• Sítios de ligação de antibióticos

Key theories

O ribossomo é uma ribozima

Estruturas atômicas da subunidade grande não mostraram cadeias laterais de proteínas no sítio catalítico, indicando que o RNA ribossômico forma o centro da peptidil transferase e catalisa a formação da ligação peptídica.

Mechanisms

O ribossomo consiste em uma subunidade pequena, que se liga ao RNA mensageiro e monitora o pareamento códon-anticódon em seu centro de decodificação, e uma subunidade grande, que contém o centro da peptidil transferase e um túnel através do qual a cadeia nascente sai. Os RNAs transportadores ocupam três sítios, os sítios aminoacil (A), peptidil (P) e de saída (E), abrangendo ambas as subunidades, e movem-se através deles à medida que o ribossomo alonga e transloca. Estruturas de alta resolução de subunidades bacterianas e ribossomos completos, e posteriormente do ribossomo eucariótico, revelaram que o RNA ribossômico forma tanto os centros de decodificação quanto os catalíticos, estabelecendo o ribossomo como uma máquina baseada em RNA; muitas dessas estruturas também mapearam onde os antibióticos se ligam. Múltiplos ribossomos podem traduzir um RNA mensageiro simultaneamente, formando polissomos.

Clinical relevance

Como numerosos antibióticos clinicamente importantes se ligam e inibem os ribossomos bacterianos, e porque defeitos na biogênese do ribossomo causam um grupo de distúrbios conhecidos como ribossomopatias, a estrutura do ribossomo é central para a farmacologia antimicrobiana e certas doenças. Esta entrada explica a estrutura e a função e não é uma base para decisões individuais de diagnóstico ou tratamento.

Evidence & guidelines

O panorama estrutural aqui resumido baseia-se em estudos de cristalografia de raios-X e crio-microscopia eletrônica de ribossomos bacterianos e eucarióticos, consolidados em literatura de revisão importante.

History

Os ribossomos foram identificados como os locais de síntese proteica em meados do século XX, mas sua arquitetura detalhada surgiu apenas por volta de 2000, quando as estruturas cristalinas das subunidades bacterianas grande e pequena, e depois do ribossomo 70S completo com mRNA e tRNA, foram resolvidas. O ribossomo eucariótico foi resolvido em alta resolução em 2011, e os avanços na crio-microscopia eletrônica desde então capturaram o ribossomo em muitos estados funcionais.

Key figures

• Thomas Steitz
• V. Ramakrishnan
• Ada Yonath
• Marat Yusupov
• Joachim Frank

Seminal works

• nissen-2000
• carter-2000
• selmer-2006
• ben-shem-2011

Frequently asked questions

Do que é feito o ribossomo?

O ribossomo é construído a partir de RNA ribossômico e muitas proteínas ribossômicas organizadas em duas subunidades; o RNA forma tanto o centro de decodificação quanto o centro catalítico da peptidil transferase.

Por que muitos antibióticos visam o ribossomo?

Os ribossomos bacterianos diferem o suficiente dos ribossomos humanos para que os medicamentos possam se ligar a sítios funcionais no ribossomo bacteriano e bloquear seletivamente a síntese de proteínas, razão pela qual o ribossomo é um alvo importante de antibióticos.