Структура и функции рибосомы

Двухсубъединичная рибонуклеопротеиновая машина, которая декодирует матричную РНК и образует пептидные связи — рибозим в основе каждой клетки.

Definition

Рибосома — это большой двухсубъединичный рибонуклеопротеиновый комплекс, который осуществляет трансляцию, предоставляя участки, декодирующие кодоны мРНК по антикодонам тРНК, и каталитический центр, который соединяет аминокислоты в полипептид.

Scope

Эта тема охватывает архитектуру рибосомы и то, как эта структура осуществляет трансляцию. В ней рассматриваются малая и большая субъединицы, их состав из рибосомальной РНК и белков, А-, P- и E-сайты связывания тРНК, центр декодирования и пептидилтрансферазный центр. Она устанавливает рибосому как катализатор на основе РНК; поэтапная механика инициации, элонгации и терминации рассматривается в сопутствующей теме.

Core questions

• Из чего состоят две рибосомальные субъединицы и что делает каждая из них?
• Где на рибосоме связываются мРНК и тРНК?
• Как рибосома обеспечивает выбор правильной тРНК?
• Какая часть рибосомы катализирует образование пептидной связи?

Key theories

Рибосома — это рибозим

Образование пептидной связи катализируется рибосомальной РНК, а не белком, что делает рибосому РНК-ферментом и подтверждает идею о том, что катализ на основе РНК предшествовал белковым ферментам.

Функциональная компартментализация сайтов

Декодирование происходит в малой субъединице, а катализ — в большой субъединице, а A-, P- и E-сайты организуют вход, удержание пептида и выход тРНК по мере движения рибосомы вдоль сообщения.

Mechanisms

Малая субъединица связывает мРНК и содержит центр декодирования, где контролируется спаривание кодон-антикодон, чтобы принимались только правильно подобранные аминоацил-тРНК. Большая субъединица содержит пептидилтрансферазный центр, образованный рибосомальной РНК, который катализирует образование пептидной связи, и выходной туннель, через который выходит растущая цепь. Транспортные РНК перемещаются через A (аминоацильный), P (пептидильный) и E (выходной) сайты по мере транслокации рибосомы кодон за кодоном, координируя декодирование с образованием связи.

Clinical relevance

Структурные различия между бактериальными и эукариотическими рибосомами используются многими клинически важными антибиотиками, а дефекты рибосом вызывают группу расстройств; предлагается как значимость, а не как клиническое руководство.

History

Десятилетия биохимических исследований определили субъединицы рибосомы и содержание РНК; кристаллографические структуры высокого разрешения около 2000 года выявили атомную архитектуру и показали, что каталитический центр представляет собой РНК, работа, отмеченная Нобелевской премией по химии 2009 года.

Key figures

• Ada Yonath
• Venkatraman Ramakrishnan
• Thomas Steitz

Seminal works

• watson2013
• lodish2016

Frequently asked questions

Почему рибосому называют рибозимом?

Потому что ее каталитический центр, который образует пептидные связи, состоит из рибосомальной РНК, а не белка, поэтому молекула РНК осуществляет катализ.

Что такое A-, P- и E-сайты?

Три сайта связывания тРНК на рибосоме: A-сайт принимает входящую аминоацил-тРНК, P-сайт удерживает растущий пептид, а E-сайт — это место выхода использованной тРНК.