4 Contoh Ribosom dan fungsinya

Ribosom adalah struktur makromolekul kompleks di dalam sel yang terlibat dalam proses translasi. Ini adalah fungsi esensial dari semua sel hidup, memungkinkan produksi protein dan segala macam struktur biologis.

Ribosom bekerja dengan menghubungkan asam amino bersama-sama (dengan kecepatan hingga 200 per menit) dalam urutan yang ditentukan oleh molekul mRNA (messenger RNA), yang pada gilirannya mentranskripsikan informasi yang terkandung dalam DNA. Protein besar membutuhkan waktu 2-3 jam untuk diterjemahkan. Setelah rantai asam amino sepenuhnya diterjemahkan, ia dikeluarkan ke dalam sitoplasma sel dan dilipat menjadi protein fungsional.

Ada dua subunit yang menyusun ribosom: subunit besar dan kecil. Subunit kecil membaca mRNA, sedangkan subunit besar menghubungkan asam amino bersama-sama (yang dibawa ke ribosom melalui transfer molekul tRNA – RNA transfer) dalam rantai polipeptida. Subunit ini terdiri dari molekul ribosom dan protein ribosom (RNA rProtein (rRNA).)

Pengertian

Ribosom adalah makromolekul yang bertugas untuk sintesis atau penerjemahan asam amino mRNA (dalam sel eukariotik) dan produksi protein pada makhluk hidup (dalam sel eukariotik dan prokariotik).

Fungsi paling penting dari ribosom adalah sintesis protein, elemen penting untuk fungsi umum semua makhluk hidup.

Dalam sel prokariotik (tidak ada nukleus yang terdefinisi), ribosom diproduksi di sitoplasma, sedangkan dalam sel eukariotik (dengan nukleus yang jelas) mereka dihasilkan dalam nukleolus dalam nukleus sel.

Dalam kasus ribosom sel prokariotik, ribosom menerjemahkan informasi RNA duta (mRNA ) secara langsung dan segera.

Sebaliknya, dalam sel eukariotik, mRNA harus melewati selaput nukleus melalui pori-pori inti ke sitoplasma atau retikulum endoplasma kasar (REk) untuk mencapai ribosom.

Dengan cara ini, pada sel hewan dan tumbuhan (sel eukariotik), jenis ribosom ini menerjemahkan informasi yang terkandung dalam mRNA dan ketika digabungkan dengan ribosom yang benar dalam sitosol, ribosom yang tepat akan mensintesis protein dengan urutan asam amino spesifik. Proses ini disebut translasi atau sintesis protein.

Karakteristik ribosom

Ribosom ditandai dengan keberadaannya di sebagian besar sel semua makhluk hidup. Dalam kedua sel prokariotik (nukleus tidak terdefinisi) dan sel eukariotik (nukleus terdefinisi), ribosom memiliki fungsi penting dalam mensintesis atau menerjemahkan informasi untuk produksi protein.

Di sisi lain, protein adalah dasar untuk sebagian besar proses biologis yang diperlukan dalam siklus hidup sel. Sebagai contoh, mereka bertanggung jawab untuk pengangkutan zat, regenerasi jaringan dan regulasi metabolisme.

Karakteristik ribosom lainnya adalah:

  • Komponen semua sel. Ribosom adalah komponen penting dari semua sel dan terkait dengan sintesis protein. Ukurannya sangat kecil sehingga hanya dapat dilihat di bawah cahaya mikroskop elektron.
  • Mereka ditemukan di sitoplasma. Ribosom ditemukan bebas dalam sitoplasma sel, berlabuh di retikulum endoplasma kasar – ribosom memberikan tampilan “keriput” – dan di beberapa organel, seperti mitokondria dan kloroplas.
  • Sintesis protein. Ribosom yang terikat membran bertanggung jawab untuk sintesis protein yang akan dimasukkan ke dalam membran plasma atau akan dikirim ke luar sel. Ribosom bebas, yang tidak terikat pada struktur apapun di dalam sitoplasma, mensintesis protein yang tujuannya adalah bagian dalam sel. Akhirnya, ribosom mitokondria mensintesis protein untuk penggunaan mitokondria. Dengan cara yang sama, beberapa ribosom dapat bergabung dan membentuk “polibosom”, membentuk rantai yang digabungkan ke RNA pembawa pesan, mensintesis protein yang sama, beberapa kali dan secara bersamaan.
  • Subunit. Mereka semua terdiri dari dua subunit: satu disebut besar atau lebih besar dan yang lainnya kecil atau lebih kecil. Beberapa penulis menganggap ribosom sebagai organel nonmembran, karena mereka tidak memiliki struktur lipid ini, meskipun peneliti lain tidak menganggapnya sebagai organel sendiri.

Fungsi Ribosom

Fungsi utama ribosom, baik sel prokariotik (bakteri) atau eukariotik, adalah untuk menghasilkan protein sesuai dengan asam amino yang dimasak dalam RNA kurir (mRNA atau mRNA). Perbedaan antara ribosom bakteri dan sel-sel dengan nukleus sel yang ditentukan (eukariota) adalah ribosom yang terakhir juga memiliki fungsi mensintesis atau menerjemahkan informasi mRNA.

Fungsi ribosom lainnya sebagai berikut:

  • Translasi protein. Proses pembentukan protein dimulai dengan penyatuan antara messenger RNA dan ribosom. Utusan berjalan melalui struktur ini pada ujung tertentu yang disebut “kodon inisiator rantai.” Saat RNA pembawa pesan melewati ribosom, molekul protein terbentuk, karena ribosom mampu menafsirkan pesan yang dikodekan dalam pembawa pesan. Pesan ini dikodekan dalam triplet nukleotida, dengan setiap tiga basa menunjukkan asam amino tertentu. Misalnya jika messenger RNA membawa urutan: AUG AUU CUU UUG GCU maka peptida yang terbentuk akan terdiri dari asam amino: metionin, isoleusin, leusin, leusin, dan alanin. Contoh ini menunjukkan “degenerasi” kode genetik, karena lebih dari satu kodon – dalam hal ini CUU dan UUG – mengkode untuk jenis asam amino yang sama. Ketika ribosom mendeteksi kodon stop pada messenger RNA, translasi berakhir. Ribosom memiliki situs A dan situs P. Situs P menampung peptidyl-tRNA dan aminoacyl-tRNA memasuki situs A.
  • Transfer RNA. Transfer RNA bertanggung jawab untuk mengangkut asam amino ke ribosom dan memiliki urutan yang melengkapi triplet. Ada transfer RNA untuk masing-masing dari 20 asam amino yang menyusun protein. Prosesnya dimulai dengan aktivasi setiap asam amino dengan pengikatan ATP dalam kompleks adenosin monofosfat, melepaskan fosfat berenergi tinggi. Langkah sebelumnya menghasilkan asam amino dengan energi berlebih dan terjadi pengikatan dengan RNA transfer masing-masing, untuk membentuk kompleks asam amino-tRNA. Di sini terjadi pelepasan adenosin monofosfat. Di ribosom, RNA transfer bertemu dengan messenger RNA. Pada tahap ini urutan RNA transfer atau antikodon berhibridisasi dengan kodon atau triplet dari messenger RNA. Ini mengarah pada penyelarasan asam amino dengan urutan yang tepat. Enzim peptidil transferase bertanggung jawab untuk mengkatalisasi pembentukan ikatan peptida yang mengikat asam amino. Proses ini menghabiskan energi dalam jumlah besar, karena memerlukan pembentukan empat ikatan berenergi tinggi untuk setiap asam amino yang terikat pada rantai. Reaksi tersebut menghilangkan radikal hidroksil di ujung COOH dari asam amino dan menghilangkan hidrogen di ujung NH2 dari asam amino lainnya. Daerah reaktif dari dua asam amino bersatu dan menciptakan ikatan peptida.
  • Ribosom dan antibiotik. Karena sintesis protein adalah peristiwa penting bagi bakteri, antibiotik tertentu menargetkan ribosom dan tahapan proses translasi yang berbeda. Misalnya, streptomisin berikatan dengan subunit kecil untuk mengganggu proses penerjemahan, sehingga menyebabkan kesalahan dalam pembacaan RNA messenger. Antibiotik lain, seperti neomisin dan gentamisin, juga dapat menyebabkan kesalahan penerjemahan, digabungkan ke subunit kecil.

Struktur Ribosom

Ribosom terdiri dari dua subunit, satu besar dan satu kecil, ditambah rantai asam nukleat RNA kurir terkompresi yang melewati di antara mereka.

Setiap subunit ribosom terdiri dari RNA ribosom dan protein. Bersama-sama mereka mengatur terjemahan dan mengkatalisasi reaksi untuk menghasilkan rantai polipeptida yang akan menjadi dasar untuk protein.

Di sisi lain, transfer RNA (tRNA) bertanggung jawab untuk membawa asam amino ke ribosom dan mencocokkan messenger RNA dengan asam amino yang menyandikan protein yang akan diproduksi oleh ribosom.

Dari mana ribosom dibuat?

Ribosom (yang, bersama dengan molekul terkaitnya, juga disebut alat translasi) disintesis dalam nukleolus. Ini adalah struktur bola kecil dan padat yang terletak di dalam nukleus. Ada tiga struktur dalam nukleolus yang melakukan berbagai fungsi dalam produksi ribosom: (pra-perakitan ribosom) pusat fibrilar komponen granular (transkripsi rRNA) dan komponen fibrilar padat (pemrosesan pra-rRNA.)

Setelah ribosom dibuat, ia keluar dari nukleus di sisa sel. Di sana, ia akan menjalankan fungsinya dan menerjemahkan protein untuk digunakan di dalam sel.

Begitu berada di dalam sel, ribosom diklasifikasikan sebagai longgar atau melompat-lompat membran.

Ribosom bebas ditemukan di sitoplasma dan protein produksi untuk digunakan di dalam sel. Mereka dapat bergerak bebas di sekitar sitosol tetapi dikeluarkan dari organel dan nukleus.

Ribosom pelompat membran ditemukan di membran organel. Pada sel eukariotik, hal ini terjadi di daerah retikulum endoplasma (RE) yang disebut “RE kasar”. Ribosom pelompat membran ini digunakan untuk mensintesis protein yang dibutuhkan oleh beberapa organel, dan rantai polipeptida yang dihasilkan oleh ribosom ini terikat langsung ke ER dengan sintesis vektor dan kemudian diangkut ke tujuannya melalui jalur sekretori. Protein yang dihasilkan oleh ribosom terikat digunakan di dalam membran plasma atau, dengan eksositosis, dikeluarkan dari sel untuk digunakan di tempat lain.

Mutasi ribosom

Seperti genom itu sendiri, mutasi dapat terjadi di dalam ribosom yang memengaruhi pembentukan protein dan fungsi organisme yang sehat. Fungsi ribosom sangat penting untuk kelangsungan hidup, karena setiap penyimpangan dalam proses translasi dapat menyebabkan mutasi pada protein yang disintesis.

Mutasi dapat terjadi pada subunit besar dan kecil. Mutasi pada subunit kecil dapat menyebabkan kondisi seperti sindrom Treacher Collins, gangguan dominan autosomal. Ini menyebabkan kelainan pada tulang wajah, serta telinga dan mata. Mutasi pada subunit besar dapat menyebabkan kondisi seperti sindrom Shwachman-Bodian. Gejala utama dari kondisi ini adalah ketidakefisienan pankreas yang disebabkan oleh jaringan adiposa yang menggantikan jaringan pankreas.

Mutasi lain dapat terjadi, dengan berbagai tingkat keparahan.

Asal ribosom

Diteorikan bahwa “dunia RNA” ada pada waktu yang sama, yang merupakan skenario hipotetis dalam evolusi kehidupan di bumi. Ribosom diperkirakan ada di dunia kuno ini sebagai konstruksi yang mereplikasi diri sendiri yang berinteraksi dengan asam amino pertama yang muncul, yang mengarah pada perkembangan DNA dan protein, yang memperhitungkan kompleksitas dan fungsi kehidupan yang berkembang setelah periode ini dalam sejarah evolusi.

Pada organisme eukariotik, mitokondria dan kloroplas mengandung ribosomnya sendiri yang berbeda dari bagian sel lain karena sangat mirip dengan ribosom prokariotik. Tes ini memperkuat teori bahwa struktur ini pada awalnya adalah organisme prokariotik yang digabungkan ke dalam ikatan simbiosis dengan sel eukariotik.

Ketika sel berevolusi, membentuk dasar dari semua kehidupan yang ada di bumi saat ini, ribosom menjadi hanya sebagian dari banyak struktur kompleksnya, namun salah satu yang terpenting di seluruh sel tanpanya hidup tidak mungkin ada.

Contoh

1. Ribosom prokariotik.

Dalam sel prokariotik, baik bakteri maupun archaea, 8 ribosom memiliki koefisien sedimentasi 70 S.Mereka mengandung 66% rRNA dan dibagi menjadi dua subunit dengan ukuran berbeda:

  • Subunit primer: Koefisien sedimentasi adalah 50 S. Ia memiliki dua jenis rRNA: 5 S (dengan 120 nukleotida) dan 23 S (2.904 nt), dan memiliki rata-rata 31 protein ribosom.
  • Subunit minor: Koefisien sedimentasinya adalah 30 S. Ia memiliki satu molekul 16 S rRNA dengan 1.542 nukleotida dan mengandung 21 protein.9

2. Ribosom eukariotik.

Dalam sel eukariotik, ribosom memiliki koefisien sedimentasi 80 S. Berat molekulnya adalah 4.194 Kd. Mereka mengandung 60% rRNA dan 40% protein. Seperti prokariota, mereka dibagi menjadi dua subunit dengan ukuran berbeda:

  • Subunit primer: Koefisien sedimentasi 60 S. Tiga jenis rRNA: 5 S, 28 S dan 5,8 S dan memiliki 49 protein, semuanya berbeda dari subunit minor.
  • Subunit minor: Koefisien sedimentasi adalah 40 S. Ia memiliki satu molekul 18 S rRNA dan mengandung 33 protein. Bergantung pada organisme eukariotik, 18 S rRNA ini dapat bervariasi.

3. Ribosom mitokondria.

Ribosom mitokondria atau “mitorribosom” bersama dengan tRNA dan mRNA, adalah bagian dari alat sintesis protein mitokondria sendiri. Ukurannya bervariasi, dari 50S di Leishmania10 hingga 72S di Candida.

Mitorribosom sel hewan adalah 55S dan dua jenis RNA ribosomnya, 12S dan 16S, ditranskripsi dari gen DNA mitokondria, dan mereka ditranskripsi oleh RNA polimerase mitokondria tertentu. Semua protein yang merupakan bagian dari ribosom mitokondria dikodekan oleh gen dalam inti sel, yang diterjemahkan ke dalam sitosol dan diangkut ke mitokondria.

4. Ribosom plastida.

Ribosom yang muncul di plastida atau “plastoribosom” mirip dengan prokariota. Mereka, seperti prokariota, 70 S, tetapi dalam subunit yang lebih besar ada 4 S rRNA yang setara dengan 5 S prokariotik.

Subunit mayor 50S memiliki sekitar 33 protein dan subunit minor 30S memiliki sekitar 25 protein. Sebagian besar protein ini homolog (ortolog) dengan protein ribosom bakteri dan beberapa khusus untuk kloroplas.13

4 Contoh Ribosom dan fungsinya

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Kembali ke Atas