Los ribosomas son estructuras proteicas muy diversas que se encuentran en todas las células. En los organismos procarióticos, que incluyen los dominios de bacterias y arqueas , los ribosomas "flotan" libres en el citoplasma de las células. en el dominio de eucariotas , los ribosomas también se encuentran libres en el citoplasma, pero muchos otros están unidos a algunas de las orgánulas de estas células eucariotas, que forman el mundo de los animales, las plantas y los hongos.
es posible que algunas fuentes se refieran a los ribosomas como orgánulos, mientras que otros afirman que su falta de una membrana circundante y su existencia en procariotas los descalifica de este estado. esta discusión asume que los ribosomas son de hecho distintos de los orgánulos.
La función de los ribosomas es fabricar proteínas. lo hacen en un proceso conocido como traducción , que consiste en tomar instrucciones codificadas en el ácido ribonucleico mensajero (mrna) y usarlas para ensamblar proteínas a partir de aminoácidos .
visión general de las células
las células procarióticas son las células más simples, y una sola célula prácticamente siempre representa todo el organismo es esta clase de seres vivos, que abarca los dominios de clasificación taxonómica de las arqueas y las bacterias . Como se ha señalado, todas las células tienen ribosomas. Las células procariotas también contienen otros tres elementos comunes a todas las células: ADN (ácido desoxirribonucleico), una membrana celular y citoplasma.
ya que los procariotas tienen menores necesidades metabólicas que los organismos más complejos, tienen una densidad relativamente baja de ribosomas, ya que no necesitan participar en la traducción de tantas proteínas diferentes como las células más elaboradas.
Las células eucariotas , que se encuentran en las plantas, animales y hongos que conforman el dominio eucariota , son mucho más complejas que sus contrapartes procarióticas. Además de los cuatro componentes celulares esenciales enumerados anteriormente, estas células tienen un núcleo y una serie de otras estructuras unidas a la membrana llamadas orgánulos. Uno de estos orgánulos, el retículo endoplásmico, tiene una relación íntima con los ribosomas, como verás.
eventos antes de los ribosomas
para que se produzca la traducción, tiene que haber una hebra de mrna para traducir. mrna, a su vez, solo puede estar presente si la transcripción ha tenido lugar.
la transcripción es el proceso por el cual la secuencia de nucleótidos de la base de un ADN del organismo codifica sus genes, o longitudes de ADN correspondientes a un producto proteico específico, en la molécula relacionada rna. los nucleótidos en el ADN tienen las abreviaturas a, c, g y t, mientras que rna incluye las tres primeras de estas, pero sustituye u por t.
cuando la doble hebra de ADN se desenrolla en dos hebras, la transcripción puede ocurrir a lo largo de una de ellas. esto lo hace de manera predecible, ya que a en el ADN se transcribe en u en mrna, c en g, g en c y t en a. el mrna luego abandona el ADN (y en los eucariotas, el núcleo; en los procariotas, el ADN se asienta en el citoplasma en un cromosoma pequeño y pequeño con forma de anillo) y se mueve a través del citoplasma hasta que encuentra un ribosoma, donde comienza la traducción.
panorama de los ribosomas
El propósito de los ribosomas es servir como sitios de traducción. antes de que puedan ayudar a coordinar esta tarea, ellos mismos deben ser reunidos, porque los ribosomas solo existen en su forma funcional cuando operan activamente como fabricantes de proteínas. En circunstancias de reposo, los ribosomas se dividen en un par de subunidades, una grande y otra pequeña .
algunas células de mamíferos tienen hasta 10 millones de ribosomas distintos. en los eucariotas, algunos de estos se encuentran unidos al retículo endoplásmico (er), lo que resulta en lo que se llama retículo endoplásmico rugoso (rer) . Además, los ribosomas se pueden encontrar en las mitocondrias de los eucariotas y en los cloroplastos de las células vegetales.
Algunos ribosomas pueden unir aminoácidos, las unidades repetitivas de proteínas, entre sí a una velocidad de 200 por minuto, o más de tres por segundo. tienen múltiples sitios de unión debido a las múltiples moléculas que participan en la traducción, incluida la transferencia rna (trna) , mrna, aminoácidos y la cadena polipeptídica en crecimiento a la que se unen los aminoácidos.
estructura de los ribosomas
Los ribosomas se describen generalmente como proteínas. alrededor de dos tercios de la masa de los ribosomas, sin embargo, consiste en un tipo de ARN llamado, lo suficientemente acertado, el ARN ribosómico (ARN). no están rodeados por una membrana de plasma doble, como lo son los orgánulos y la célula en su conjunto. Sin embargo, sí tienen una membrana propia.
el tamaño de las subunidades ribosómicas no se mide estrictamente en masa, sino en una cantidad llamada unidad de svedberg (s). Estos describen las propiedades de sedimentación de las subunidades. Los ribosomas tienen una subunidad de los años 30 y una subunidad de los años 50 . la mayor de las dos funciones predominantemente como un catalizador durante la traducción, mientras que la más pequeña funciona principalmente como un decodificador.
Hay alrededor de 80 proteínas diferentes en los ribosomas de los eucariotas, 50 o más de las cuales son exclusivas de los ribosomas. como se señaló, estas proteínas representan aproximadamente un tercio de la masa total de los ribosomas. se fabrican en el núcleo del interior del núcleo y luego se exportan al citoplasma.
¿Qué son las proteínas y los aminoácidos?
Las proteínas son largas cadenas de aminoácidos, de las cuales hay 20 variedades diferentes . Los aminoácidos están unidos entre sí para formar estas cadenas mediante interacciones conocidas como enlaces peptídicos.
todos los aminoácidos contienen tres regiones: un grupo amino, un grupo ácido carboxílico y una cadena lateral, usualmente designada la "cadena r" en el lenguaje de los bioquímicos. el grupo amino y el grupo ácido carboxílico son invariantes; Por lo tanto, es la naturaleza de la cadena r la que determina la estructura y el comportamiento únicos del aminoácido.
algunos aminoácidos son hidrófilos debido a sus cadenas laterales, lo que significa que "buscan" agua; otros son hidrófobos y resisten las interacciones con moléculas polarizadas. esto tiende a dictar cómo se ensamblarán los aminoácidos en una proteína en el espacio tridimensional una vez que la cadena polipeptídica se vuelva lo suficientemente larga como para que las interacciones entre aminoácidos no vecinos se conviertan en un problema.
El papel de los ribosomas en la traducción.
mrna entrante se une a los ribosomas para iniciar el proceso de traducción. en los eucariotas, una sola hebra de mrna codifica solo una proteína, mientras que en los procariotas, una mrna puede incluir múltiples genes y, por lo tanto, codificar múltiples productos de proteínas. durante la fase de inicio , la metionina siempre es el aminoácido codificado por primera vez, generalmente por la secuencia de bases aug. de hecho, cada aminoácido está codificado por una secuencia específica de tres bases en mrna (ya veces más de una secuencia codifica para el mismo aminoácido).
este proceso se habilita mediante un sitio de "acoplamiento" en la subunidad ribosomal pequeña. aquí, tanto una metionil-trna (la molécula de ARN especializada que transporta metionina) como la mrna se unen al ribosoma, acercándose una a la otra y permitiendo que la mrna dirija las moléculas de trna correctas (hay 20, una para cada aminoácido) a llegar. Este es el sitio "a". en un punto diferente se encuentra el sitio "p", donde la cadena polipeptídica en crecimiento permanece unida al ribosoma.
la mecánica de la traducción
a medida que la traducción progresa más allá de la iniciación con metionina, a medida que cada nuevo aminoácido entrante es convocado al sitio "a" por el codón mrna, pronto se pasa a la cadena polipeptídica en el sitio "p" ( fase de alargamiento ). esto permite que el siguiente codón de tres nucleótidos en la secuencia mrna llame al siguiente complejo de trna-aminoácido necesario, y así sucesivamente. finalmente, la proteína se completa y se libera del ribosoma ( fase de terminación ).
la terminación es iniciada por codones de parada (uaa, uag o uga) que no tienen trnas correspondientes, sino que indican factores de liberación para poner fin a la síntesis de proteínas. el polipéptido se expulsa y las dos subunidades ribosómicas se separan.