4.6A: Ribosome

Learning Objectives

  • 原核生物と真核生物のリボソームの構造と機能を比較対照できる

リボソームは小さな球状の器官で、アミノ酸を結合させてタンパク質を作る。 リボソームの多くは細胞質内に遊離して存在するが、他のリボソームは粗面小胞体に付着している。 リボソームの目的は、メッセンジャーRNA(mRNA)をtRNAの助けを借りてタンパク質に翻訳することである。 真核生物では、リボソームは細胞のサイトゾル、小胞体またはmRNA、さらにミトコンドリアのマトリックスに共通して存在することができる。 それぞれの場所で合成されたタンパク質は、細胞内で異なる役割を担っています。 原核生物では、リボソームが細胞質にも存在することがあります。 このリボソームは、原核生物と真核生物の両方に存在する唯一のオルガネラであり、真核生物と原核生物の共通の祖先に存在する可能性が高い、早い時期に進化した形質であることを証明している。 リボソームは膜結合型ではない

リボソームは大小2つのサブユニットからなり、タンパク質合成のときだけ結合する。 リボソームの目的は、実際のメッセージと荷電したアミノアシル-tRNA複合体を受け取り、タンパク質を生成することである。 そのために、3つの結合部位を持っている。 1つはmRNA用で、残りの2つはtRNA用です。 tRNAの結合部位は、アミノアシル-tRNA複合体を保持するA部位と、成長中のポリペプチド鎖に付着したtRNAに結合するP部位である。

図: リボソームによるペプチド合成。 リボソームがアミノ酸をタンパク質に組み立てる。 具体的なアミノ酸はmRNAの配列によって制御される。 これはすべての生細胞と関連するウイルスに必要である。

ほとんどの細菌において、最も多い細胞内構造はリボソームであり、すべての生物におけるタンパク質合成の場である。 原核生物はすべて70S(S=Svedberg units)リボソームを持ち、真核生物はより大きな80Sリボソームをその細胞質内に持っています。 70Sリボソームは50Sサブユニットと30Sサブユニットから構成されている。 50Sサブユニットには23S rRNAと5S rRNAが、30Sサブユニットには16S rRNAが含まれている。 これらのrRNA分子は真核生物では大きさが異なり、多数のリボソームタンパク質と複合しているが、その数や種類は生物によって若干異なることがある。 リボソームの組み立ては、転写、翻訳、rRNAとリボソーム蛋白質の折り畳み、リボソーム蛋白質の結合、組み立て部品の結合と解放からなり、リボソームが作られる。 生体内での組立は、30Sサブユニットには2つの中間体(p130Sとp230S)、50Sサブユニットには3つの中間体(p150S、p250S、p350S)が存在します。 しかし、再構成された中間体はin vitroと同じではない。 30Sサブユニットの中間体では21Sと30S粒子が得られ、50Sサブユニットの中間体では32S、43S、50S粒子が得られている。 成熟したrRNAを用いるin vitroとは異なり、in vivoでは中間体は前駆体rRNAである。

Key Points

  • すべての原核生物は70S(S=Svedberg units)リボソームを持ち、真核生物はより大きな80Sリボソームを細胞質内に持っています。 70Sリボソームは、50Sと30Sのサブユニットから構成されています。
  • リボソームは、ペプチジル転移とペプチジル加水分解の2つの重要かつ決定的な生物学的プロセスの触媒において重要な役割を担っているのです。 リボソームの多くは細胞質内に遊離して存在するが、他のものは粗面小胞体に付着している。

Key Terms

  • リボソーム: すべての細胞に存在する小さな小器官で、メッセンジャーRNAを翻訳することでタンパク質の生産に関与する。 リボソームで起こるプロセスで、メッセンジャーRNA(mRNA)の鎖が、タンパク質を作るためにアミノ酸の配列の組み立てを誘導すること。 スベドベリ単位(S)は、高いGフォースをかけたチューブ内の移動速度に基づき、粒子径を測定するものです。

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