Siapa yang Menemukan Struktur Ribosom?

Ribosom dikenal sebagai pembuat protein dari semua sel. Protein mengontrol dan membangun kehidupan.

Karena itu, ribosom sangat penting untuk kehidupan. Meskipun penemuan mereka pada 1950-an, butuh beberapa dekade sebelum para ilmuwan benar-benar menjelaskan struktur ribosom.

TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)

Ribosom, yang dikenal sebagai pabrik protein semua sel, pertama kali ditemukan oleh George E. Istana. Namun, struktur ribosom ditentukan beberapa dekade kemudian oleh Ada E. Yonath, Thomas A. Steitz dan Venkatraman Ramakrishnan.

Ribosom mendapatkan namanya dari "ribo" asam ribonukleat (RNA) dan "soma," yang merupakan bahasa Latin untuk "tubuh."

Para ilmuwan mendefinisikan ribosom sebagai struktur yang ditemukan dalam sel, salah satu dari beberapa himpunan bagian seluler yang lebih kecil yang disebut organel. Ribosom memiliki dua subunit, satu besar dan satu kecil. Nukleolus membuat subunit ini, yang saling mengunci. RNA ribosom dan protein (riboprotein) membentuk ribosom.

Beberapa ribosom mengapung di antara sitoplasma sel, sementara yang lain menempel pada retikulum endoplasma (RE). Retikulum endoplasma yang ditumbuhi ribosom disebut retikulum endoplasma kasar (RE); itu retikulum endoplasma halus (SER) tidak memiliki ribosom yang melekat.

Tergantung pada organisme, sel dapat memiliki beberapa ribu atau bahkan jutaan ribosom. Ribosom ada di sel prokariotik dan eukariotik. Mereka juga dapat ditemukan pada bakteri, mitokondria dan kloroplas. Ribosom lebih banyak terdapat pada sel yang membutuhkan sintesis protein konstan, seperti sel otak atau pankreas.

Beberapa ribosom bisa sangat besar. Pada eukariota, mereka dapat memiliki 80 protein dan terbuat dari beberapa juta atom. Porsi RNA mereka mengambil lebih banyak massa daripada porsi protein mereka.

Ribosom mengambil kodon, yang merupakan rangkaian tiga nukleotida, dari messenger RNA (mRNA). Kodon berfungsi sebagai cetakan dari DNA sel untuk membuat protein tertentu. Ribosom kemudian menerjemahkan kodon dan mencocokkannya dengan asam amino dari mentransfer RNA (tRNA). Ini dikenal sebagai terjemahan.

Ribosom memiliki tiga situs pengikatan tRNA: an aminoasil situs pengikatan (Situs A) untuk menempelkan asam amino, a peptidil situs (situs P) dan keluar situs (situs E).

Setelah proses ini, asam amino yang diterjemahkan dibangun di atas rantai protein yang disebut a. polipeptida, sampai ribosom menyelesaikan pekerjaannya membuat protein. Setelah polipeptida dilepaskan ke dalam sitoplasma, ia terus menjadi protein fungsional. Proses inilah mengapa ribosom sering didefinisikan sebagai pabrik protein. Tiga tahap produksi protein disebut inisiasi, elongasi dan translasi.

Ribosom seperti mesin ini bekerja dengan cepat, berdampingan dengan 200 asam amino per menit dalam beberapa kasus; prokariota dapat menambahkan 20 asam amino per detik. Protein kompleks membutuhkan waktu beberapa jam untuk berkumpul. Ribosom membuat sebagian besar dari sekitar 10 miliar protein dalam sel mamalia.

Protein yang lengkap pada gilirannya dapat mengalami perubahan atau pelipatan lebih lanjut; ini disebut modifikasi pasca-translasi. Pada eukariota, Aparatus Golgi melengkapi protein sebelum dilepaskan. Setelah ribosom menyelesaikan pekerjaan mereka, subunit mereka didaur ulang atau dibongkar.

George E. Palade pertama kali menemukan ribosom pada tahun 1955. Deskripsi ribosom Palade menggambarkan mereka sebagai partikel sitoplasma yang terkait dengan membran retikulum endoplasma. Palade dan peneliti lain menemukan fungsi ribosom, yaitu sintesis protein.

Francis Crick akan melanjutkan untuk membentuk dogma sentral biologi, yang merangkum proses pembentukan kehidupan sebagai “DNA membuat RNA membuat protein.”

Sementara bentuk umum ditentukan menggunakan gambar mikroskop elektron, dibutuhkan beberapa dekade lagi untuk menentukan struktur sebenarnya dari ribosom. Ini sebagian besar disebabkan oleh ukuran ribosom yang relatif besar, yang menghambat analisis strukturnya dalam bentuk kristal.

Sementara Palade menemukan ribosom, ilmuwan lain menentukan strukturnya. Tiga ilmuwan terpisah menemukan struktur ribosom: Ada E. Yonath, Venkatraman Ramakrishnan dan Thomas A. Steitz. Ketiga ilmuwan ini dianugerahi Hadiah Nobel Kimia pada tahun 2009.

Penemuan struktur ribosom tiga dimensi terjadi pada tahun 2000. Yonath, lahir pada tahun 1939, membuka pintu bagi wahyu ini. Pekerjaan awalnya pada proyek ini dimulai pada 1980-an. Dia menggunakan mikroba dari sumber air panas untuk mengisolasi ribosom mereka, karena sifatnya yang kuat di lingkungan yang keras. Dia mampu mengkristalkan ribosom sehingga dapat dianalisis melalui kristalografi sinar-X.

Ini menghasilkan pola titik-titik pada detektor sehingga posisi atom ribosom dapat dideteksi. Yonath akhirnya menghasilkan kristal berkualitas tinggi menggunakan cryo-crystallography, yang berarti kristal ribosom dibekukan untuk membantu menjaganya agar tidak rusak.

Para ilmuwan kemudian mencoba menjelaskan "sudut fase" untuk pola titik. Seiring kemajuan teknologi, penyempurnaan prosedur menghasilkan detail di tingkat atom tunggal. Steitz, lahir pada tahun 1940, mampu menemukan langkah-langkah reaksi mana yang melibatkan atom mana, pada koneksi connections asam amino. Dia menemukan informasi fase untuk unit ribosom yang lebih besar pada tahun 1998.

Ramakrishan, lahir pada tahun 1952, pada gilirannya bekerja untuk memecahkan fase difraksi sinar-x untuk peta molekuler yang baik. Dia menemukan informasi fase untuk subunit ribosom yang lebih kecil.

Saat ini, kemajuan lebih lanjut dalam kristalografi ribosom penuh telah menghasilkan resolusi yang lebih baik dari struktur kompleks ribosom. Pada tahun 2010, para ilmuwan berhasil mengkristalkan ribosom 80S eukariotik dari Saccharomyces cerevisiae dan mampu memetakan struktur sinar-X-nya ("80S" adalah jenis kategorisasi yang disebut nilai Svedberg; lebih lanjut tentang ini segera). Ini pada gilirannya menyebabkan lebih banyak informasi tentang sintesis dan regulasi protein.

Ribosom organisme yang lebih kecil sejauh ini terbukti paling mudah digunakan untuk menentukan struktur ribosom. Ini karena ribosom itu sendiri lebih kecil dan kurang kompleks. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk membantu menentukan struktur ribosom organisme yang lebih tinggi, seperti pada manusia. Para ilmuwan juga berharap untuk mempelajari lebih lanjut tentang struktur ribosom patogen, untuk membantu memerangi penyakit.

Syarat ribozim mengacu pada yang lebih besar dari dua subunit ribosom. Sebuah ribozim berfungsi sebagai enzim, maka namanya. Ini berfungsi sebagai katalis dalam perakitan protein.

Nilai Svedberg (S) menggambarkan laju sedimentasi dalam centrifuge. Para ilmuwan sering menggambarkan unit ribosom menggunakan nilai Svedberg. Misalnya, prokariota memiliki ribosom 70S yang terdiri dari satu unit dengan 50S dan satu dengan 30S.

Ini tidak bertambah karena laju sedimentasi lebih berkaitan dengan ukuran dan bentuk daripada berat molekul. Sel eukariotik, di sisi lain, mengandung 80S ribosom.

Ribosom sangat penting untuk semua kehidupan, karena mereka membuat protein yang menjamin kehidupan dan bahan penyusunnya. Beberapa protein penting untuk kehidupan manusia termasuk hemoglobin dalam sel darah merah, insulin dan antibodi, di antara banyak lainnya.

Setelah peneliti mengungkap struktur ribosom, itu membuka kemungkinan baru untuk eksplorasi. Salah satu jalan eksplorasi tersebut adalah untuk obat antibiotik baru. Misalnya, obat baru mungkin menghentikan penyakit dengan menargetkan komponen struktural tertentu dari ribosom bakteri.

Berkat struktur ribosom yang ditemukan oleh Yonath, Steitz dan Ramakrishnan, para peneliti sekarang mengetahui lokasi yang tepat antara asam amino dan lokasi protein meninggalkan ribosom. Menekankan pada lokasi di mana antibiotik menempel pada ribosom membuka presisi yang jauh lebih tinggi dalam aksi obat.

Ini sangat penting di era ketika antibiotik yang sebelumnya kuat telah bertemu dengan jenis bakteri yang kebal antibiotik. Oleh karena itu, penemuan struktur ribosom sangat penting bagi kedokteran.