Proses Apa yang Dilakukan Ribosom?

Ribosom adalah struktur di dalam sel dengan satu fungsi penting: untuk membuat protein.

Ribosom sendiri terdiri dari sekitar sepertiga protein menurut massanya; dua pertiga lainnya terdiri dari bentuk khusus asam ribonukleat (RNA) yang disebut RNA ribosom, atau rRNA. (Segera, Anda akan bertemu dengan dua anggota utama keluarga RNA lainnya, mRNA dan tRNA.)

Ribosom adalah salah satu dari empat entitas berbeda yang ditemukan di semua sel, betapapun sederhananya sel itu. Tiga lainnya adalah asam deoksiribonukleat (DNA), a membran sel dan sitoplasma.

Pada organisme yang paling sederhana, disebut prokariota, ribosom mengapung bebas di sitoplasma; dalam yang lebih kompleks eukariota, mereka ditemukan di sitoplasma tetapi juga di segelintir tempat lain.

Seperti yang dicatat, prokariota – organisme bersel tunggal yang membentuk domain Bakteri dan Archaea – memiliki empat struktur umum untuk semua sel.

Ini adalah:

• DNA: Asam nukleat ini memegang semua informasi genetik tentang organisme induknya, yang ditransmisikan ke generasi berikutnya. "Kode"nya juga digunakan untuk membuat protein melalui proses transkripsi dan translasi yang berurutan.
• Membran Sel: Membran plasma ganda ini, yang terdiri dari lapisan ganda fosfolipid, adalah membran permeabel selektif, memungkinkan beberapa molekul masuk tanpa hambatan sementara menghalangi masuknya yang lain. Ini memberikan bentuk dan perlindungan untuk semua sel.
• Sitoplasma: Juga disebut sitosol, sitoplasma adalah matriks air dan protein agar-agar yang berfungsi sebagai substansi interior sel. Sejumlah reaksi penting terjadi di sini, dan di sinilah sebagian besar ribosom ditemukan.
• Ribosom: Ditemukan di sitoplasma semua organisme dan di tempat lain di eukariota, ini adalah "pabrik" protein sel, dan terdiri dari dua subunit. Mereka berisi situs-situs di mana terjemahan terjadi.

Eukariota memiliki sel yang lebih kompleks, mengandung organel, yang dikelilingi oleh membran plasma ganda yang sama yang mengelilingi sel secara keseluruhan (membran sel). Beberapa organel ini, terutama retikulum endoplasma, menampung banyak sekali ribosom. Kloroplas tanaman memilikinya, seperti halnya mitokondria dari semua eukariota.

Retikulum endoplasma (ER) seperti "jalan raya" antara inti sel dan sitoplasma, dan bahkan membran sel itu sendiri. Ini mengangkut produk protein di sekitar, itulah sebabnya menguntungkan bagi ribosom, yang membuat protein tersebut, untuk bertetangga dengan RE.

Ketika ribosom terlihat terikat pada RE, hasilnya disebut RE kasar (RE). RE yang tidak disentuh oleh ribosom disebut RE halus (SER).

Terjemahan adalah langkah terakhir dalam proses sel melaksanakan instruksi genetik. Ini dimulai, dalam arti tertentu, dengan pembuatan DNA RNA pembawa pesan (mRNA) dalam proses yang disebut transkripsi. MRNA adalah semacam "gambar cermin" DNA dari mana ia disalin, tetapi mengandung informasi yang sama. mRNA kemudian menempel pada ribosom.

mRNA bergabung pada ribosom oleh molekul spesifik dari mentransfer RNA (tRNA) yang mengikat satu dan hanya satu dari 20 asam amino yang ditemukan di alam. Yang Asam amino residu dibawa ke situs – yaitu, yang tRNA tiba – ditentukan oleh urutan basa nukleotida pada untai mRNA.

mRNA mengandung empat basa (A, C, G dan U), dan informasi untuk asam amino yang diberikan terkandung dalam tiga basa berurutan, yang disebut a kodon triplet (atau terkadang hanya kodon), seperti ACG, CCU, dll. Artinya ada 4³, atau 64, kodon yang berbeda. Ini lebih dari cukup untuk mengkode 20 asam amino, dan inilah mengapa beberapa asam amino dikodekan oleh lebih dari satu kodon (redundansi).

Asam amino adalah blok bangunan protein. Dimana protein terdiri dari polimer asam amino, juga disebut polipeptida, asam amino adalah monomer dari rantai ini.

(Perbedaan antara polipeptida dan protein sebagian besar bersifat arbitrer.)

Asam amino termasuk atom karbon pusat yang bergabung dengan empat komponen berbeda: atom hidrogen (H), gugus amino (NH₂), gugus asam karboksilat (COOH) dan rantai sisi-R yang memberikan setiap asam amino formula unik dan sifat kimia yang khas. Beberapa rantai samping memiliki afinitas untuk air dan molekul polar listrik lainnya, sedangkan rantai samping asam amino lainnya berperilaku sebaliknya.

Sintesis protein, yang hanya merupakan penambahan asam amino ujung ke ujung, melibatkan hubungan gugus amino dari satu asam amino ke gugus karboksil berikutnya. Ini disebut ikatan peptida, dan mengakibatkan hilangnya molekul air.

Ribosom dapat dikatakan terdiri dari ribonukleoprotein, karena, seperti dijelaskan di atas, mereka dirakit dari campuran rRNA dan protein yang tidak sama. Mereka terdiri dari dua subunit yang diklasifikasikan menurut perilaku sedimentasinya: besar, subunit 50S dan kecil, subunit 30S. ("S" di sini adalah singkatan dari unit Svedberg.)

Subunit besar mengandung 34 protein yang berbeda, bersama dengan dua jenis rRNA, jenis 23S dan jenis 5S. Subunit kecil mengandung 21 protein berbeda dan sejenis rRNA yang masuk pada 16S. Hanya satu protein yang umum untuk kedua subunit.

Komponen subunit itu sendiri dibuat di nukleolus di dalam inti prokariota. Mereka kemudian diangkut melalui pori-pori dalam amplop nuklir ke sitoplasma.

Ribosom tidak ada dalam bentuk yang sepenuhnya dirakit sampai mereka dipanggil untuk melakukan pekerjaan mereka. Artinya, subunit menghabiskan semua "waktu senggang" mereka sendirian. Jadi ketika translasi sedang berlangsung di bagian tertentu dari sel tertentu, subunit ribosom di sekitarnya mulai berkenalan lagi.

Sebagian besar fungsi subunit yang lebih besar berhubungan dengan katalisis, atau mempercepat reaksi kimia. Ini biasanya lingkup protein yang disebut enzim, tetapi biomolekul lain kadang-kadang bertindak sebagai katalis juga, dan bagian dari subunit ribosom besar adalah contohnya. Ini membuat komponen fungsional a ribozim.

Subunit kecil, sebaliknya, tampaknya memiliki lebih banyak fungsi dekoder, mendapatkan terjemahan melewati awal bertahap dengan mengunci subunit besar yang tepat di tempat yang tepat pada waktu yang tepat, membawa apa yang dibutuhkan pasangan ke tempat kejadian.

Penerjemahan memiliki tiga fase utama: Inisiasi, perpanjangan dan penghentian. Untuk meringkas masing-masing bagian transkripsi ini secara singkat:

Inisiasi: Pada langkah ini, mRNA yang masuk mengikat ke suatu tempat di subunit kecil ribosom. Kodon mRNA spesifik memicu inisiasi dengan tRNA-metionin. Itu bergabung di sana oleh kombinasi tRNA-asam amino spesifik yang ditentukan oleh urutan mRNA dari basa nitrogen. Kompleks ini terhubung ke subunit ribosom besar.

Pemanjangan: Pada langkah ini, polipeptida dirakit. Ketika setiap kompleks asam amino-tRNA yang masuk menambahkan asam aminonya ke tempat pengikatan, ini ditransfer ke a tempat terdekat pada ribosom, situs pengikatan kedua yang menahan rantai asam amino yang sedang tumbuh (yaitu, polipeptida). Jadi asam amino yang masuk "disampaikan" dari satu tempat ke tempat lain di ribosom.

Penghentian: Ketika mRNA berada di akhir pesannya, mRNA memberi sinyal ini dengan urutan dasar tertentu yang menandai "berhenti." Hal ini menyebabkan akumulasi "faktor pelepasan" yang mencegah pengikatan lebih banyak asam amino ke polipeptida. Sintesis protein di lokasi ribosom ini sekarang telah selesai.