Pengertian RNA ribosom (rRNA) dan fungsinya

RNA ribosom, disingkat (rRNA), komponen molekuler ribosom, pabrik protein esensial sel. Sebenarnya, RNA ribosom tidak membuat protein. Itu membuat polipeptida (kumpulan asam amino) yang membentuk protein.

Sebuah struktur partikulat kecil yang terletak di sitoplasma sel (di luar nukleus), ribosom terdiri dari dua subunit, yang satu lebih besar dari yang lain. Kedua subunit itu diyakini mengandung rRNA dan protein tetapi ini bukan cerita lengkapnya. Peta molekuler ribosom telah mengungkapkan rincian mengejutkan tentang strukturnya yang mendorong dukungan untuk “dunia RNA” sebagai model asal mula kehidupan di Bumi. Meskipun ribosom terdiri dari RNA ribosom (rRNA) dan protein, “situs aktif” pada unit besar ribosom – tempat reaksi kimia yang mengubah informasi genetik menjadi permulaan protein – hanya mengandung rRNA. Ini menunjukkan bahwa ribosom sebenarnya adalah ribozim, molekul RNA yang dapat mengkatalisasi reaksi kimianya. Oleh karena itu, peran utama RNA dalam ribosom dapat mendukung gagasan bahwa kehidupan di Bumi dimulai dengan RNA.

Pengertian

Asam ribonukleat ribosom (rRNA) adalah komponen RNA dari ribosom, mesin molekuler yang mengkatalisis sintesis protein. RNA ribosom menyusun lebih dari enam puluh persen berat ribosom dan sangat penting untuk semua fungsinya – mulai dari mengikat ke mRNA dan merekrut tRNA hingga mengkatalisasi pembentukan ikatan peptida antara dua asam amino.

Bahkan struktur ribosom ditentukan oleh bentuk tiga dimensi inti rRNAnya. Protein yang ada di ribosom berfungsi untuk menstabilkan struktur ini melalui interaksi dengan inti.

RNA ribosom ditranskripsi di dalam nukleus, pada struktur spesifik yang disebut nukleolus. Ini adalah bentuk padat dan bulat yang terbentuk di sekitar lokus genetik yang mengkode rRNA. Nukleolus juga penting untuk biogenesis ribosom, melalui sekuestrasi protein ribosom.

Penemuan RNA Ribosom

RNA ribosom ditemukan selama percobaan fraksinasi sel yang menyelidiki peran virus RNA dalam menyebabkan kanker. Fraksinasi adalah metode di mana membran sel dihilangkan dengan hati-hati dan selektif sambil menjaga fungsi organel seluler tetap utuh. Sitoplasma yang dihomogenisasi ini kemudian disentrifugasi dengan kecepatan yang semakin tinggi sehingga organel-organelnya terpisah menurut kepadatannya. Eksperimen awal yang mengungkapkan keberadaan rRNA mengekstraksi sebagian kecil yang dianggap mewakili organel sub-seluler baru, mikrosom, yang mengkhususkan diri dalam sintesis protein. Kemudian, terlihat bahwa adanya ribosom pada retikulum endoplasma yang menyebabkan deteksi RNA dalam sampel ini.

Karena subunit ribosom dan rRNA pertama kali terdeteksi melalui sentrifugasi diferensial, mereka masih diidentifikasi dengan laju sedimentasi, melalui koefisien Svedberg. Namun, karena ini bukan ukuran berat molekul, koefisien tidak dapat ditambahkan secara langsung. Misalnya, dalam ribosom prokariotik ketika subunit yang lebih besar 50S dan subunit yang lebih kecil 30S bersatu, kompleks tersebut memiliki koefisien Svedberg 70S.

Jenis RNA Ribosom

Ribosom prokariotik dan eukariotik terbuat dari subunit yang lebih besar dan lebih kecil dan kedua unit ini bersatu selama translasi mRNA. Subunit yang lebih kecil pada prokariota terbuat dari molekul RNA dengan panjang sekitar 1500 nukleotida dengan koefisien Svedberg 16S. Bersama dengan protein ribosom, subunit yang lebih kecil memiliki laju sedimentasi 30S. Ini dipasangkan dengan subunit yang lebih besar, yang memiliki dua molekul RNA – satu dengan panjang hampir 3000 nukleotida (23S) dan yang lainnya adalah urutan pendek 120 nukleotida (5S). Molekul RNA ini disertai dengan protein yang menghasilkan subunit 50S yang lebih besar.

Ribosom eukariotik terbuat dari subunit 60S dan 40S. Ada dua molekul rRNA pendek yang panjangnya kurang dari dua ratus nukleotida (5S dan 5,8S), dan dua molekul RNA yang lebih panjang – satu memiliki lebih dari lima kilobase (28S), dan yang lainnya hampir dua kilobasa (18S). Secara keseluruhan, ribosom eukariotik memiliki koefisien Svedberg 80S. Selain itu, sel eukariotik juga memiliki rRNA di mitokondria dan kloroplas. Ribosom dapat dikaitkan dengan retikulum endoplasma atau hadir sebagai kompleks mengambang bebas di sitoplasma.

Fungsi RNA Ribosom

Fungsi utama rRNA adalah dalam sintesis protein – dalam mengikat RNA pembawa pesan dan mentransfer RNA untuk memastikan bahwa urutan kodon mRNA diterjemahkan secara akurat menjadi urutan asam amino dalam protein. Untuk mencapai hal ini, rRNA memiliki bentuk tiga dimensi khas yang melibatkan loop internal dan heliks yang menciptakan situs spesifik di dalam ribosom – situs A, P, dan E. Situs P untuk mengikat polipeptida yang sedang tumbuh, situs A menjangkarkan tRNA yang masuk yang diisi dengan asam amino. Setelah pembentukan ikatan peptida, tRNA mengikat sebentar ke situs E sebelum meninggalkan ribosom. Selain itu, rRNA juga memiliki situs untuk mengikat beberapa protein ribosom dan analisis yang cermat telah membatasi residu yang tepat di RNA dan protein.

RNA ribosom juga diekspresikan di setiap sel dari semua spesies yang masih ada. Urutan situs katalitik inti juga sangat terjaga sehingga membuat rRNA menjadi alat yang sangat baik untuk mempelajari taksonomi dan filogenetik. Ada perbedaan kecepatan evolusi residu di permukaan dan interior rRNA, dan nukleotida yang terlibat dalam aktivitas katalitik inti, seperti dalam pembentukan ikatan peptida, tampaknya telah mendahului munculnya kehidupan di bumi. Sejauh mana dua spesies berbeda dalam urutan rRNA dapat memberikan perkiraan yang baik tentang jarak evolusioner mereka.

Banyak antibiotik menargetkan rRNA prokariotik dan baru-baru ini situs pengikatan untuk antibiotik seperti streptomisin dan tetrasiklin pada rRNA telah diindikasikan. Juga telah dibuktikan bahwa resistensi antibiotik sering kali berasal dari mutasi titik di situs pengikatan ini. Misalnya, resistensi Euglena dan E. coli terhadap streptomisin berasal dari mutasi pada urutan 16S rRNA. Hasil serupa ditemukan untuk resistensi Streptomyces terhadap Spectinomycin. Resistensi tetrasiklin tampaknya berasal dari mutasi pada 30S rRNA.

Dalam dimensi baru fungsi RNA ribosom, prekursornya (preribosomal RNA) telah terlibat dalam pembentukan RNA mikro yang memediasi peradangan dan penyakit jantung sebagai respons terhadap stres mekanis. Mekanisme dari kegiatan ini masih dijelaskan.

Peran RNA Ribosom dalam Translasi

Translasi urutan mRNA membutuhkan keterlibatan rRNA di setiap langkah – inisiasi, elongasi, dan terminasi.

Messenger RNA membawa informasi genetik yang dikodekan dalam DNA ke dalam sitoplasma di mana urutan nukleotida dibaca oleh ribosom dalam tiga basa yang disebut kodon. Empat nukleotida, Adenin, Urasil, Guanin, dan Sitosin, dapat disusun untuk membentuk total enam puluh empat kodon triplet. Setiap kodon berhubungan dengan satu asam amino dan dengan demikian mengkode urutan protein.

Translasi prokariotik dimulai dengan pasangan basa 16S rRNA dengan urutan konsensus Shine-Dalgarno di mRNA. Karena urutan Shine-Dalgarno adalah 6-10 nukleotida di hulu kodon start, pengikatan dengan rRNA memungkinkan kodon start diposisikan di dalam ribosom. Interaksi ini dimediasi oleh protein lain, yang juga merekrut subunit ribosom yang lebih besar dan selanjutnya, kodon pertama diterjemahkan. Pada eukariota, Faktor Inisiasi eukariotik 4E dan 4G (eIF4E dan eIF4G) mengikat ujung 5 ‘mRNA, merekrut subunit yang lebih kecil dari ribosom dan tRNA yang membawa metionin. Ribosom memindai mRNA untuk menemukan kodon start, setelah itu faktor inisiasi berpisah dari mesin penerjemah.

Setiap asam amino baru, yang melekat pada tRNA, tiba di situs A. Pasangan basa antara kodon pada mRNA dan antikodon komplementer pada tRNA mengubah konformasi tiga residu pada 16S rRNA. Residu ini berinteraksi dengan antikodon, menstabilkan kompleks tRNA-mRNA dan aktivitas enzimatis rRNA memposisikan aminoasil-tRNA sepenuhnya di dalam situs A.

Polipeptida yang telah disintesis sejauh ini terikat pada situs P di ribosom. RNA ribosom dalam subunit yang lebih besar mengkatalisis reaksi yang membentuk ikatan peptida antara asam amino di situs A dan rantai polipeptida yang tumbuh di situs P. Sintesis polipeptida dihentikan ketika ribosom mencapai kodon stop, dan rRNA mengkatalisis penambahan molekul air ke polipeptida di situs P.



Tinggalkan Balasan

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