Ribosom adalah: jenis, struktur, fungsi, asal, penemuan

Ribosom adalah kompleks supramolekuler asam ribonukleat (rRNA) dan protein ribosom, yang merupakan mesin molekuler yang ada di semua sel (kecuali sperma). Mereka adalah pusat translasi seluler yang memungkinkan ekspresi gen. Dengan kata lain, ribosom bertugas mensintesis protein dari informasi yang terkandung dalam DNA, yang ditranskripsi ke ribosom khusus sebagai messenger RNA (mRNA).

Ribosom ini adalah salah satu organel penting yang terikat membran sel. Ribosom merupakan struktur bulat kecil yang mengandung RNA dan protein dan berfungsi sebagai tempat sintesis protein.

Ribosom terjadi baik secara bebas di sitoplasma atau dalam matriks mitokondria dan kloroplas atau melekat pada membran luar retikulum endoplasma (RE) dan nukleus. Kata ribosom berasal dari ‘ribo’ yang berarti asam ribonukleat dan bahasa Yunani ‘soma’, yang berarti tubuh.

Sebelum istilah ribosom digunakan, Albert Claude pertama kali mengamati partikel kecil atau butiran ribonukleoprotein dan lipid di bawah mikroskop elektron dan dia menyebutnya sebagai mikrosom pada tahun 1943.

Tetapi ahli biologi sel Amerika kelahiran George, George E. Palade menemukannya sebagai partikel padat atau butiran sitoplasma pada tahun 1955. Di 1958, Richard B. Roberts mengusulkan nama “Ribosom”.

George E. Palade dan ilmuwan lain menemukan bahwa ribosom adalah pensintesis protein dalam sel dan untuk alasan ini, pada tahun 1974; Palade dianugerahi Hadiah Nobel untuk pekerjaannya yang hebat.

letak ribosom
Gambar letak ribosom. Ribosom berada di dekat inti sel, sebagian ada yang menempel pada RE

Ribosom sangat banyak di dalam sel. Sel mamalia mengandung sekitar 10 miliar molekul protein dan sebagian besar dihasilkan dari ribosom.

Satu sel eukariotik aktif mengandung sekitar 10 juta ribosom sedangkan sel prokariotik (Escherichia coli) mengandung sekitar 15000-20000 ribosom yang setara dengan sekitar 25% dari total massa sel.

Ukuran ribosom bervariasi dalam sel yang tergantung pada jenis sel. Ukuran rata-rata ribosom Escherichia coli berdiameter 200 Å.

Penemuan

Ribosom pertama kali diamati oleh ahli biologi sel Rumania George Emil Palade pada pertengahan 1950-an, untuk mana ia menggunakan mikroskop elektron.1 14 Istilah “ribosom” diusulkan oleh ilmuwan Richard B. Roberts dalam 1958.15

Pada 1974 Albert Claude, Christian de Duve dan George Emil Palade menerima Hadiah Nobel dalam kategori fisiologi atau obat-obatan untuk penemuan mereka.16 Hadiah Nobel bidang kimia diberikan kepada Venkatraman Ramakrishnan, Thomas A. Steitz dan Ada E. Yonath dengan alasan spesifikasi terperinci dari struktur dan mekanisme operasi ribosom.

Asal

Ribosom mungkin telah muncul di dunia RNA, pertama sebagai kompleks yang dapat bereplikasi sendiri yang kemudian berevolusi dengan kemampuan untuk mengikat asam amino.18 Penelitian menunjukkan bahwa ribosom yang hanya terdiri dari rRNA akan mampu mendorong pembentukan ikatan peptida.19 20 21 Selain itu, bukti lain menunjukkan swasembada genetik ribosom, suatu karakteristik yang tidak ada dalam alat replikasi DNA yang kompleks. Agaknya, rRNA muncul sebagai katalis untuk replikasinya sendiri, memanfaatkan kemampuannya untuk mengkodekan dan mensintesis tRNA dan protein kemudian untuk melaksanakannya.

Ketika asam amino muncul dalam kondisi prebiotik di dunia RNA, interaksi dengan RNA autokatalitik akan memberikan ruang lingkup yang lebih baru dan efisiensi. Di bawah judul ini, kekuatan pendorong untuk evolusi ribosom saat ini dari mesin replikasi diri kuno bisa menjadi tekanan selektif untuk memasukkan protein ke dalam mesin., sehingga dapat meningkatkan kapasitas mereka untuk mereplikasi diri.

Jenis Ribosom

Ribosom terdiri dari dua jenis berdasarkan ukuran dan koefisien sedimentasi (S) seperti 70S dan 80S. Di sini, ‘S’ mengacu pada satuan Svedberg. Ini adalah koefisien sedimentasi yang menunjukkan seberapa cepat sedimen organel sel dalam ultrasentrifugal.

jenis ribosom
Gambar jenis ribosom. Riboson bebas mengambang pada sitoplasma, dan ribosom terikat menempel pada lumen RE

Ribosom 70S: Jenis ribosom ini relatif lebih kecil dan memiliki koefisien sedimentasi 70S yang terdiri dari dua subunit seperti subunit 50S besar dan subunit 30S kecil dan mereka dihubungkan bersama.

Berat molekul ribosom 70S 2,7 × 10 6 Dalton. Ribosom ini ditemukan di semua sel prokariotik, dalam mitokondria dan kloroplas sel eukariotik.

Ribosom 80S : Jenis ribosom ini relatif lebih besar dan memiliki koefisien sedimentasi 80S yang terdiri dari subunit 60S lingkaran besar dan subunit 40S elips kecil.

Berat molekul ribosom ini adalah 40 × 10 6 Dalton. Ribosom 80S ditemukan di semua sel eukariotik.

Struktur ribosom
Gambar Struktur ribosom. Ribosom terdiri dari subunit besar dan subunit kecil.

Struktur Ribosom (Fisik)

Setiap ribosom mengandung dua subunit, seperti yang lebih besar dan yang lebih kecil. Subunit ribosom dibuat dalam nukleolus dari protein dan asam nukleat.

Kemudian, melalui pori-pori inti, ribosom diekspor ke sitoplasma. Ukuran dari dua subunit ribosom tidak sama dan ada di keadaan ini sampai diperlukan untuk digunakan. Sub-unit ribosom yang lebih besar sekitar dua kali lebih besar dari yang lebih kecil

Ribosom 40S dan 60S adalah subunit kecil dan besar dari sel eukariotik, masing-masing, sedangkan 30S dan 50S adalah subunit kecil dan besar, masing-masing dari sel prokariotik.

Subunit ribosom yang lebih kecil terjadi di atas subunit yang lebih besar seperti topi. Subunit ribosom terjadi secara individual ketika ribosom tidak terlibat dalam sintesis protein.

Kedua subunit bergabung ribosom bersama ketika sintesis protein dimulai dan menjalani disosiasi ketika sintesis protein berhenti.

Ribosom - subunit
Gambar dua subunit Ribosom.

Selama sintesis protein, dua subunit ribosom dikelompokkan dan membentuk poliribosom atau polisom.

Struktur Ribosom (kimia)

Secara kimia, ribosom terdiri dari protein ribosom dan rRNA (RNA ribosom). Dalam sel prokariotik, ribosom memiliki 40% protein dan 60% rRNA sedangkan dalam sel eukariotik, ribosom terdiri dari sekitar 50% protein dan 50% rRNA.

Selain itu, ribosom juga mengandung sejumlah Magnesium (Mg), Kalsium (Ca) dan mangan (Mn).

Ribosom Prokariota

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

Subunit utama: Koefisien sedimentasinya adalah 50 S. Ia memiliki dua jenis rRNA: 5 S (dengan 120 nukleotida) dan 23 S (2.904 nt), dan rata-rata memiliki 31 protein ribosom.

Subunit minor: Koefisien sedimentasinya adalah 30 S. Ia memiliki molekul tunggal 16 S rRNA dengan 1.542 nukleotida dan mengandung 21 protein.9

Ribosoma eukariotik

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

Subunit utama: 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 molekul tunggal 18 S rRNA dan mengandung 33 protein. Bergantung pada organisme eukariotik, rRNA 18 S ini dapat menunjukkan variasi.

Ribosom mitokondria

Ribosom mitokondria atau “myitoribosom” bersama dengan tRNA dan mRNA, adalah bagian dari alat sintesis protein yang tepat yang dimiliki mitokondria. Mereka bervariasi dalam ukuran dari Leishmania10 hingga 50S di Candida. Mitorribosom sel hewan adalah 55S dan dua jenis mereka RNA ribosom, 12S dan 16S, ditranskripsi dari gen DNA mitokondria, dan mereka ditranskripsi oleh mitokondria RNA polimerase spesifik. Semua protein yang merupakan bagian dari ribosom mitokondria dikodekan oleh gen dari inti sel, yang diterjemahkan dalam sitosol dan diangkut ke mitokondria.

Ribosom plastida

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

Subunit utama 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 spesifik untuk kloroplas.

Pengertian Ribosom

Ribosom adalah struktur kecil dalam sel biologis yang berfungsi dalam sintesis protein. Protein yang di atur ribosom sangat penting untuk sejumlah besar kegiatan dalam suatu organisme, dari mengkatalisasi reaksi metabolisme dan melindungi terhadap infeksi hingga menyediakan bentuk dan struktur.

fungsi ribosom
Gambar fungsi ribosom. Fungsi utama ribosom dalam sintesis protein

Sintesis protein memiliki beberapa tahapan yang berbeda, dan ribosom, yang mungkin bebas atau terikat membran, merupakan bagian penting dari jalur ini.

Ribosom terdiri dari dua komponen dasar, komponen besar dan komponen kecil, terdiri dari molekul RNA. DNA memungkinkan tahap pertama dalam sintesis protein – transkripsi – yang menghasilkan jenis RNA yang dikenal sebagai messenger RNA, ribosom kemudian berfungsi mengubah mRNA menjadi protein, dalam proses yang dikenal sebagai translasi.

Fungsi Ribosom

  • Ribonukleoprotein ribosom bertindak sebagai pabrik protein karena mereka terutama berkaitan dengan sintesis protein.
  • berperan dalam metabolisme lipid.
  • menghasilkan sitokrom untuk transportasi elektron selama respirasi seluler.
  • berperan untuk mengumpulkan asam amino untuk membuat protein tertentu yang penting untuk melakukan aktivitas sel.
  • Molekul ribosom dan tRNA menerjemahkan gen penyandi protein dalam mRNA menjadi protein.
  • membuat situs pengikatan untuk dua molekul tRNA.
  • Beberapa ribosom menempel dengan retikulum endoplasma yang membuat retikulum endoplasma terlihat kasar di bawah mikroskop.
  • menciptakan protein dari mRNA dengan menghubungkan asam amino bersama yang dikenal sebagai translasi.
  • mampu mensintesis untaian peptida pada kecepatan 200 per menit yang menghasilkan protein yang sangat besar dalam dua atau tiga jam.

Fungsi ribosom pada sel hewan terlibat dalam sintesis protein. Peran mereka dalam translasi adalah membaca kode genetik dalam mRNA (yang telah ditranskripsi dari gen DNA) dan menggabungkan asam amino bersama untuk membentuk struktur protein primer.

Ribosom bakteri adalah partikel nukleoprotein sitoplasma yang fungsi utamanya adalah sebagai tempat terjemahan mRNA dan sintesis protein. Ribosom memiliki massa sekitar 2,5 MDa, dengan RNA terhitung 2/3 dari massa. Terdiri dari dua subunit yang dinotasikan 30S (subunit kecil) dan 50S (besar).

Fungsi ribosom pada sintesis protein

Ribosom bertindak sebagai platform di mana kodon yang ditulis pada mRNA dibaca. Ribosom juga mengkatalisis pembentukan ikatan peptida antara dua asam amino. ‘Terjemahan’ mRNA menjadi protein terjadi pada robosom. Subunit ribosom terbuat dari banyak molekul protein dan beberapa untai RNA (disebut rRNA). Ketika dua tRNA yang membawa dua asam amino tetap melekat pada dua kodon konsekuen pada ribosom, terbentuk ikatan peptida antara asam amino. Pembentukan ikatan peptida dikatalisis oleh peptidil transferase, molekul ribozim, yaitu rRNA yang ada dalam subunit ribosom besar.

Perbedaan Ribosom Bebas dan Ribosom terikat

Ribosom ditemukan di dua lokasi dalam sel. Ribosom bebas hadir dalam sitosol, cairan berair di dalam sel dan tidak melekat pada struktur lain. Ribosom terikat, melekat pada struktur yang dikenal sebagai retikulum endoplasma kasar. Ribosom bebas dan ribosom fungsinya terikat membran menghasilkan protein yang berbeda. Sementara fungsi ribosom terikat membran menghasilkan protein yang diekspor dari sel untuk digunakan di tempat lain, peran dari ribosom bebas adalah menghasilkan protein yang digunakan di dalam sel itu sendiri.

Protein Diproduksi oleh Ribosom bebas

Ribosom penting karena mereka bertanggung jawab untuk sintesis protein. Ribosom bebas, khususnya, penting karena mereka menghasilkan protein yang penting untuk aktivitas seluler internal, yang tidak disintesis di tempat lain.

Protein hasil ribosom ini termasuk yang digunakan dalam sitosol dan struktur pendukung yang dikenal sebagai sitoskeleton, serta yang digunakan oleh mitokondria, yang menghasilkan energi sel, dan, dalam sel tumbuhan, kloroplas. Tanpa ribosom bebas, berbagai komponen sel tidak dapat berfungsi.

Related Posts