Riassunto dettagliato di ribosomi e sintesi proteica

Ribosomi

I ribosomi sono considerati organuli anche se sono privi di membrana. Sono presenti liberi nel citoplasma o ancorati alle membrane del reticolo endoplasmatico rugoso. Inoltre, sono presenti anche nei mitocondri delle cellule eucariotiche, anche se di dimensioni minori rispetto ai ribosomi citoplasmatici. Sono formati da molecole di RNA ribosomiale e da proteine ribosomiali che costituiscono due subunità di dimensioni differenti: subunità maggiore e subunità minore. Negli eucarioti, le subunità sono prodotte nel nucleolo.

I ribosomi sono presenti sia negli eucarioti sia nei procarioti e sono molto simili dal punto di vista strutturale e funzionale, anche se i ribosomi dei procarioti hanno dimensioni inferiori. Chimicamente, i ribosomi sono ribonucleoproteine, cioè strutture costituite da rRNA e proteine.

Funzione: Ha la funzione principale di sintetizzare le proteine ed effettuare la traduzione. Dunque, ci sono:

• Ribosomi liberi nel citoplasma
• Ribosomi associati alle membrane del RER

Sono strutturalmente e funzionalmente uguali, ma per cosa differiscono? Differiscono perché sintetizzano proteine destinate a diverse localizzazioni cellulari. I ribosomi liberi nel citoplasma (o che fanno parte dei mitocondri o dei cloroplasti) sintetizzano proteine destinate a rimanere nel citosol, proteine periferiche della superficie interna delle membrane, proteine che sono trasportate al nucleo e proteine che devono essere incorporate nei mitocondri o nei perossisomi. I ribosomi associati alle membrane (del RER o alla membrana esterna dell’involucro nucleare) sintetizzano proteine secrete dalla cellula, proteine integrali di membrana e proteine solubili che risiedono all’interno dei compartimenti del sistema dell’endomembrane, che includono RE, apparato di Golgi, involucro nucleare, lisosomi, endosomi e vescicole.

Com'è formato un ribosoma?

• Subunità maggiore
• Subunità minore

Le due subunità non sono sempre unite, ma separate nel citoplasma e si assemblano solo quando è in corso la sintesi della proteina o traduzione. Ogni subunità ha una specifica funzione nel processo di sintesi della proteina.

Quanto sono grandi queste subunità?

La dimensione delle subunità è espressa in un'unità di misura “S" (coefficiente di sedimentazione, da Svedberg) ed è in relazione alla velocità di sedimentazione dopo ultracentrifugazione. I ribosomi batterici hanno un coefficiente di sedimentazione di 70S e le due subunità ribosomiali hanno un coefficiente di 50S (subunità maggiore) e 30S (subunità minore), 3 tipi di RNA ribosomiale e circa 50 proteine. Il ribosoma degli eucarioti ha un coefficiente pari a 80S, formato anch’esso da due subunità: 60S e 40S. Negli eucarioti si trovano 4 filamenti di RNA ribosomiale, di cui uno nella subunità minore e 3 nella subunità maggiore, associati a più di 80 proteine.

Sia nelle cellule procariotiche sia in quelle eucariotiche, un ribosoma è formato da due subunità, una maggiore e una minore. Un ribosoma presenta, oltre a un sito di legame per l’mRNA nella subunità minore, tre siti di legame per i tRNA nella subunità maggiore, che prendono il nome di siti di legame E, P e A.

• Il sito P, o sito peptidilico, è occupato dal tRNA che porta la catena polipeptidica in allungamento.
• Al sito A, o sito amminoacilico, si lega l’amminoacil-tRNA che porta l’amminoacido successivo da inserire nella catena polipeptidica.
• Il sito E, o sito di uscita, è il sito in cui i tRNA che hanno rilasciato i loro amminoacidi alla catena polipeptidica in crescita lasciano il ribosoma.

Tutti gli rRNA (tranne il 5S della subunità maggiore) sono trascritti e maturati nel nucleolo. Il 5S, dopo che è stato trascritto, migrerà nel nucleolo dove si assemblerà agli altri per formare le subunità dei ribosomi.

Maturazione dell’rRNA

La maturazione dell’RNA comporta il taglio di RNA multipli da un precursore comune. Dei quattro tipi di rRNA presenti nei ribosomi degli eucarioti, i tre più grossi -28S, 18S e 5,8S- sono codificati da una singola unità di trascrizione, sintetizzata nel nucleolo dall’RNA polimerasi I come un unico trascritto primario chiamato pre-rRNA da 45S. Nel nucleolo, la molecola di pre-rRNA 45S subisce un processo di maturazione: prima viene modificata chimicamente e successivamente subisce numerose reazioni di taglio per rilasciare gli rRNA maturi 28S, 18S e 5,8S.

L’rRNA 5S è invece trascritto dall’RNA polimerasi III ed è sintetizzato in forma matura a partire da geni non localizzati nel nucleolo. Una volta sintetizzato, l’rRNA 5S diffonde nel nucleolo e si associa con gli rRNA 28S, 5,8S e con proteine ribosomiali a formare la subunità maggiore, mentre l’rRNA 18S con altre proteine ribosomiali forma la subunità ribosomiale minore.

I ribosomi vengono assemblati nel nucleolo, ma acquistano la loro struttura definitiva e diventano funzionanti solo nel citoplasma. Le proteine vengono sintetizzate nel citoplasma, non nel nucleolo.

Trascrizione e traduzione

Le proteine sono i principali costituenti della cellula: determinano la sua struttura e le permettono di funzionare e di interagire con altre cellule. La struttura, le proprietà e le funzioni di ciascuna proteina dipendono dalla sua sequenza.