ribosom

ribosom, kompleks af proteiner og RNA (ribosomal RNA, rRNA), som fremmer (katalyserer) dannelsen (syntesen) af proteiner i levende celler.

I eukaryote celler (dvs. celler med kerne) dannes ribosomerne i cellekernens kernelegeme (nucleolus) som to adskilte underenheder, en stor og en lille, der transporteres gennem kerneporerne til cellens cytoplasma (se celle). Den store enhed er sammensat af ca. 50 proteiner og tre rRNA-molekyler og har en molekylvægt på 2,8 mio. dalton; den lille enhed består af ca. 30 proteiner og et rRNA-molekyle og har molekylvægten 1,4 mio. dalton. Den store enhed benævnes traditionelt 60S-enheden efter den hastighed, hvormed den sedimenterer i en ultracentrifuge, målt i Svedberg-enheden S; den lille benævnes tilsvarende 40S.

© Jørgen Tranum-Jensen

Ribosom. Øverst elektronmikroskopisk optagelse af en bugspytkirtelcelle. De ribosomer (kraftige, sorte korn), der deltager i proteinsyntesen, sidder tæt på overfladen af det endoplasmatiske retikulum, der ses som flade sække, som synes lyst grynede af nydannet protein til senere udskillelse. Hvert ribosom er 0,25 mm på den lange led. Nederst en skematisk tegning af et enkelt ribosom sammensat af den lille (40S) enhed (rød) og den større (60S) enhed (grøn). Den genetiske kode for proteinet indeholdes i mRNA (blå kæde), der passerer gennem en kløft i den lille enhed. Her bindes tRNA-molekyler (lilla) medbringende forskellige aminosyrer, der kobles sammen til en peptidkæde (flerfarvet), som ledes videre gennem en kanal i den store enhed.

I cytoplasmaet samles de to enheder omkring et messenger-RNA-molekyle (mRNA), der bærer den genetiske kode for syntesen af et protein (se DNA og RNA). Den lille enhed har tre bindingssteder for tRNA, der er transportør af de aminosyrer, der kobles sammen til en kæde i den rækkefølge, mRNA-molekylet dikterer (se også genetisk kode). Den store ribosom-enhed katalyserer dannelsen af peptidbindinger mellem aminosyrerne.

Under processen bevæger mRNA sig gennem ribosomet, ligesom et bånd afspilles af en båndoptager. Det tager ca. 1 min at syntetisere et middelstort protein, og et enkelt mRNA kan afkodes simultant af flere ribosomer, der sidder som perler på en snor på mRNA, et såkaldt polyribosom.

Hele ribosomkomplekset danner i eukaryote celler en partikel, der måler ca. 15 nm×25 nm, og som let ses i et elektronmikroskop. Celler med megen proteinsyntese kan indeholde flere millioner ribosomer frit i cytosolen eller bundet til det endoplasmatiske retikulum.

I prokaryote celler (dvs. celler uden kerne, bakterier og cyanobakterier (blågrønalger)) er ribosomerne sammensat af to tilsvarende, men mindre enheder (50S og 30S), tilsammen ca. 2,5 mio. dalton, der i hovedtræk fungerer på samme måde som i eukaryote celler.

© Møllers-Grafisk Tegnestue/Hans Møller

Proteiner. Proteinsyntesen i cellen påbegyndes, hvor startcodon (AUG) findes på mRNA, idet der her dannes et kompleks med den lille ribosompartikel og et start-tRNA, der bærer aminosyren methionin. Den store ribosompartikel kobles til komplekset sammen med et aminosyre-tRNA svarende til den codon, der findes på mRNA i ribosomets såkaldte A-område. De to aminosyrer sammenkobles med en peptidbinding, hvorpå start-tRNA frigøres fra ribosomet. Peptid-tRNA-komplekset flytter nu sammen med mRNA til det såkaldte P-område, hvorved A-området bliver ledigt til at modtage endnu et specifikt aminosyre-tRNA. Under hele proteinsyntesen forskydes den nydannede polypeptidkæde mellem A- og P-området, og mRNA trækkes gennem ribosomet, mens rækken af codons i mRNA aflæses. Dette fortsætter, indtil en stopcodon kommer ind i A-området, hvilket medfører, at proteinmolekylet frigøres fra ribosomkomplekset, som derefter adskilles i sine grundpartikler.

Den tredimensionale struktur af et ribosom blev beskrevet i 2000 vha. røntgenkrystallografiske undersøgelser, og dermed er en detaljeret molekylær beskrivelse af proteinsyntesen i cellerne muliggjort. En af hovedkonklusionerne er, at det aktive center udelukkende består af RNA, hvilket indebærer, at ribosomet er et RNA-enzym (ribozym).

Baggrunden for mange antibiotikas virkningsmåde er, at de kan binde til prokaryote ribosomer (fx i sygdomsfremkaldende bakterier), men ikke til eukaryote ribosomer (fx menneskets). Det nye kendskab til ribosomets detaljerede struktur har gjort det muligt at udvikle nye sådanne antibiotika. Se også proteiner.