Geografia

Estrutura e Função dos ribossomos

Função dos Ribossomos: Traçando sua origem para mais de 3 a 4 bilhões de anos atrás, acredita-se que os ribossomos surgiram do junto com ácido ribonucleico (RNA ribossômico). Inicialmente, acreditava-se que eles possuíssem mecanismos de auto-replicação que eventualmente evoluíram para a síntese de suas próprias proteínas após o aparecimento dos aminoácidos.

Curiosamente, essas mudanças evolutivas que ocorreram nos ribossomos permaneceram incorporadas em sua bioquímica e ainda exibidas em suas estruturas e funções. O ribossomo foi descoberto pela primeira vez depois de submeter os células de fígado de rato à ultracentrifugação diferencial.

Desde essa descoberta, o ribossomo continuou a se tornar um dos pilares onde a base do conhecimento humano sobre estruturas celulares e funções no nível biológico e molecular foi construída.

No entanto, o que exatamente é um ribossomo? Neste post, vamos explorar mais sobre este fantástico “ maquinário de proteína ” à medida que descobrimos abaixo a função dos ribossomos, suas estruturas e variações em procariotos e eucariotos. Vamos olhar mais de perto.

Resumo do que vamos ver

A estrutura geral dos ribossomos
Ribossomos Procarióticos
Ribossomos eucariotos
Função Ribossomas
- Tradução de informação do núcleo
- Unindo aminoácidos juntos
- Transmissão da cadeia polipeptídica
Referências

A estrutura geral dos ribossomos

Por definição, os ribossomos se referem às estruturas macromoleculares altamente conservadas que são importantes para a síntese de proteínas em todos os domínios da vida. Em outras palavras, os ribossomos são responsáveis pela tradução do mRNA (RNA mensageiro) em proteínas.

Ao contrário da crença popular, os ribossomos não são e não podem ser classificados como organelas celulares devido à ausência de uma membrana dupla fechada.

Além disso, em vez de uma membrana celular, os ribossomos são meramente macromoléculas compostas de proteínas e RNA.

O tamanho dos ribossomas é medido e descrito em unidades de Svedberg(S). Em vez de comprimento, essas unidades são usadas para medir a taxa de sedimentação de uma solução de proteína coloidal em uma centrífuga, bem como a substituição molecular. A razão por trás deste uso é porque as partículas dos ribossomos foram primeiramente isoladas dos lisados celulares através do uso de uma centrífuga.
Os nomes dos ribossomos, assim como suas subpartículas, foram derivados das características de sedimentação durante o processo de centrifugação.
No entanto, as unidades de ribossomos de Svedberg (S) são dependentes da forma e tamanho das partículas e das propriedades das soluções durante a sedimentação.
Uma unidade Svedberg (S) é equivalente a 10-13. Duas subunidades ribossômicas são equivalentes às subunidades 40S e 60S que possuem massas moleculares de 1,5 milhão de g / mol e 3,0 milhões de g / mol, respectivamente? Em última análise, um ribossomo “ completo” é chamado de ribossomo 80S , que tem uma massa molecular de cerca de 4,5 milhões de g / mol.
A estrutura moderna do ribossomo é composta de subunidades pequenas e grandes que se unem durante o processo de iniciação da síntesede proteínas , se juntam à medida que os aminoácidos se unem à cadeia peptídica em crescimento e, eventualmente, se separam em conexão com a liberação da seqüência proteica.
Cada subsequência ribossômica é um complexo RNA / proteína.

Apesar de ter características variáveis em relação à estrutura das regiões externas ribossômicas, acredita-se que a estrutura do núcleo ribossômico comum seja altamente conservada em todos os organismos.

A estrutura moderna do ribossomo não é precisamente quiral, e estudos mostram que os ribossomos primários procarióticos e eucarióticos poderiam ter menos especificidade quiral. Isso é extremamente possível, apesar da falta de componentes de RNA com propriedades quirais distintas e mecanismos de edição específicos.

Vários estudos sugerem que os primeiros peptídeos sintetizados pelos ribossomos iniciais poderiam ser compostos de d-aminoácidos; assim, fez um pouco irregular.

Veja também:

Ribossomos Procarióticos

A síntese proteica é um mecanismo biológico primário que é essencial em todos os organismos vivos. Os ribossomos procarióticos, ao contrário dos eucarióticos, não possuem membranas externas distintas. Nesse caso, os ribossomos de organismos procarióticos flutuam naturalmente no citoplasma da célula .

Usando um microscópio eletrônico, os ribossomos procarióticos foram primeiramente observados como pequenas partículas de grânulos nas células.
Os procariontes são compostos de subunidades pequenas e grandes: 30Se 50S , tanto no Domínio Archaea como nas Bactérias do Domínio . Por um lado, sua subunidade 50S consiste de um RNAr 5S e um RNAr 23S ; Por outro lado, a subunidade 30S é composta pelo RNAr 16S .
Neste caso, a síntese da ligação peptídica ocorre no centro da peptidil transferase (PTC) da subunidade 50S. Enquanto isso, o local de decodificação na pequena subunidade é onde o reconhecimento acontece.
Então, o que une as duas subunidades? Durante o ciclo de stese, assim como o sio de descodificado da subunidade 30S e os sios A, P e E da subunidade 50S s ligados atrav do ARNt (ARN de transfercia).
A síntese de ribossomos em organismos procarióticos ocorre no citoplasma através da transcrição de múltiplas operações do gene ribossomo.

Curiosamente, o conhecimento sobre o mecanismo de tradução da proteína é organismos procarióticos é vital no estudo da resistência aos antibióticos. Alguns microrganismos podem efetivamente resistir ou trabalhar contra uma droga simplesmente inibindo a capacidade dos ribossomos de sintetizar proteínas.

Ribossomos Eucariotos

Geralmente, o mecanismo da síntese de proteína eucariótica é bastante semelhante ao da síntese de proteína procariótica. No entanto, existem algumas diferenças entre os dois. Quanto à localização, os ribossomos eucarióticos localizam-se no exterior do retículo endoplasmático rugoso (RER). No entanto, eles também podem ser encontrados em outros lugares, como nas mitocôndrias, cloroplastos, ou podem flutuar livremente no citoplasma.

Descobertos na década de 1950, os ribossomos eucarióticos se tornaram a base para a identificação dos 32 sítios de síntese proteica, a descoberta da função do nucléolo e a elucidação das RNA polimerases em organismos eucarióticos.
O rRNA (RNA ribossomal) de organismos eucarióticos é composto de segmentos de expansão que são um pouco semelhantes aos dos ribossomos de organismos procarióticos.

Nos organismos eucarióticos, os ribossomos são formados no nucléolo, parte do núcleo da célula e no citoplasma. O processo é mais complicado, pois a simples montagem envolve mais de 200 proteínas.

Função dos Ribossomos

Como aludido anteriormente, os ribossomos são máquinas celulares complexas, mas altamente sofisticadas, essenciais na síntese de proteínas. Quase todas as proteínas necessárias aos organismos procarióticos e eucariotos são sintetizadas pelos ribossomos. Mais especificamente, os ribossomos funcionam para desempenhar os seguintes papéis.

1. Tradução de informação do núcleo

Formado por duas subunidades unidas, um ribossomo é usado para traduzir a informação codificada transportada pelo mRNA (RNA mensageiro) do núcleo. Curiosamente, numerosos ribossomos podem se ligar a uma única fita de mRNA (essa estrutura é conhecida como polissomo ). Após uma síntese bem sucedida de uma cadeia polipeptídica, as duas subunidades anteriormente juntas se separam. No futuro, eles podem ser usados juntos novamente ou simplesmente nunca se juntarem para sempre.

2. Unindo aminoácidos

Com o uso do tRNA (RNA transportador), o ribossomo une os aminoácidos que foram coletados do citoplasma. Os ribossomos podem associar surpreendentemente mais de 200 aminoácidos por minuto. Com essa taxa, proteínas de pequeno tamanho podem ser facilmente formadas. No entanto, proteínas maiores precisariam de pelo menos duas a três horas para serem completadas. Um exemplo disso seria a proteína muscular titina, que é composta por mais de 30.000 aminoácidos.

3. Transmissão da cadeia polipeptídica

Após a formação de uma cadeia polipeptídica funcional, o produto proteico irá agora dobrar para criar uma estrutura de trabalho tridimensional (no entanto, algumas proteínas podem ter começado a dobrar nesta forma mesmo durante o início da síntese). Depois disso, o ribossomo agora o exportará para o citoplasma.

A importância dos ribossomos reside principalmente na sua capacidade de sintetizar proteínas funcionais. Os ribossomos trabalham principalmente com o DNA do material genético (ou RNA, em alguns casos) para realizar essa função. O material genético, que não é apenas crucial para a identidade de alguém, atua como o “ projeto” de onde o processo de síntese de proteína é baseado.

No entanto, o que torna a coisa mais complicada é que o DNA está localizado dentro do núcleo da célula enquanto os ribossomos estão no citoplasma. Por isso, para resolver isso, as células precisam exportar as informações do núcleo para o ribossomo.
Nos organismos vivos, as proteínas são necessárias para várias funções fisiológicas, como a reparação de danos e o início de respostas químicas. Além disso, os ribossomos sintetizam proteínas na forma de enzimas que auxiliam no processo de respiração celular. O DNA e o RNA também são replicados usando enzimas, portanto a genética também seria impossível. Além disso, algumas proteínas são necessárias para sintetizar uma a outra.
Levando essas coisas em consideração, é inegável que a vida não será possível com a ausência de ribossomos.

Nas últimas décadas, a comunidade científica testemunhou o aumento das descobertas sobre as diferentes estruturas e funções dos ribossomos procarióticos e eucarióticos.

Essas obras refletem a busca contínua pelos princípios da função estrutural nos ribossomos.

Dado o contínuo conhecimento crescente neste campo, não é difícil pensar que muitas dessas funções acabarão sendo entendidas em detalhes no futuro próximo.

A elucidação dessas informações contribuirá para um maior conhecimento sobre Biologia Celular, Fisiologia, Biologia do Desenvolvimento, bem como o manejo de doenças.

Referências

“Ribossomo | Sociedade Britânica de Biologia Celular ”. Acessado em 01 de agosto de 2018. Link .
“A estrutura e função dos ribossomos em eucariotos e procariontes”,de Brett Smith. Acessado em 01 de agosto de 2018. Link .
https://biology.tutorvista.com/animal-and-plant-cells/ribosomes.html#characteristics-of-ribosomes