Рибосомы ( / ˈ r aɪ b ə z oʊ m , -s oʊ m / ) — это макромолекулярные машины , обнаруженные во всех клетках , которые выполняют биологический синтез белка ( трансляцию информационной РНК ). Рибосомы связывают аминокислоты вместе в порядке, заданном кодонами молекул информационной РНК, с образованием полипептидных цепей. Рибосомы состоят из двух основных компонентов: малой и большой рибосомальных субъединиц. Каждая субъединица состоит из одной или нескольких молекул рибосомальной РНК и множества рибосомальных белков ( r-белков ). [1] [2] [3] Рибосомы и связанные с ними молекулы также известны как аппарат трансляции .
Последовательность ДНК , которая кодирует последовательность аминокислот в белке, транскрибируется в цепь информационной РНК (мРНК). Рибосомы связываются с информационными РНК и используют их последовательности [ необходимы разъяснения ] для определения правильной последовательности аминокислот для генерации данного белка. Аминокислоты отбираются и переносятся в рибосому с помощью молекул транспортной РНК (тРНК), которые входят в рибосому и связываются с цепью информационной РНК через петлю антикодона . Для каждого кодирующего триплета ( кодона ) в информационной РНК существует уникальная транспортная РНК, которая должна иметь точное соответствие антикодонам и несет правильную аминокислоту для включения в растущую полипептидную цепь. Как только белок будет произведен, он может сворачиваться , образуя функциональную трехмерную структуру.
Рибосома состоит из комплексов РНК и белков и, следовательно, представляет собой рибонуклеопротеиновый комплекс . Каждая рибосома состоит из малых (30 S ) и больших (50 S ) компонентов, называемых субъединицами, которые связаны друг с другом:
Синтез белков из их строительных блоков происходит в четыре фазы: инициация, элонгация, терминация и рециклинг. Старт-кодон во всех молекулах мРНК имеет последовательность AUG. Стоп-кодон представляет собой один из UAA, UAG или UGA; поскольку нет молекул тРНК, распознающих эти кодоны, рибосома распознает, что трансляция завершена. [4] Когда рибосома заканчивает считывание молекулы мРНК, две субъединицы разделяются и обычно распадаются, но могут быть использованы повторно. Рибосомы являются рибозимами, поскольку каталитическая пептидилтрансферазная активность, связывающая аминокислоты вместе, осуществляется рибосомальной РНК. [5]
Рибосомы часто связаны с внутриклеточными мембранами, образующими шероховатую эндоплазматическую сеть .
Рибосомы бактерий , архей и эукариот в трехдоменной системе в значительной степени похожи друг на друга, что свидетельствует об общем происхождении. Они различаются размером, последовательностью, структурой и соотношением белка и РНК. Различия в структуре позволяют некоторым антибиотикам убивать бактерии, ингибируя их рибосомы, не затрагивая рибосомы человека. У всех видов более одной рибосомы могут перемещаться по одной цепи мРНК одновременно (как полисома ), каждая из которых «считывает» определенную последовательность и производит соответствующую белковую молекулу.