Ribozomii

Ribozomii

Mai poarta si numele de granulele lui PALADE de care au si fost descoperiti in 1953, in citoplasma. Au un aspect sferic si un diametru cuprins intre 140-300 A. De notat ca prin ultracentrifugare diferentiata, incepand cu 1941, CLAUDE a izolat din parenchimul hepatic microzomii, de dimensiuni mult mai mari, 500-2000 A, care s-au dovedit foarte bogati in ARN, dar

lipsiti de enzime si capabili sa incorporeze rapid, chiar si "in vitro", aminoacizii in proteine. Acesti microzomi nu sunt insa vizibili in sectiuni ultrafine prin celule si ca atare nu pot fi considerati constituenti celulari. Analizand insa in ME sectiunile prin microzomii izolati prin centrifugare s-a constatat ca ei sunt formati din doua parti distincte: granule identice cu ribozomii si vezicule ale RE pe care sunt fixati acesti ribozomi (Fig. 34).

Fig. 34: Aspect electronomicroscopic al unei sectiuni din fractiunea de omogenat celular de 'microsomi'. Se observa vezicule de reticul endoplasmatic si ribozomi atasati de acestea.

Datorita dimensiunii lor, ribozomii sunt vizibili numai in ME. Ei sunt prezenti in toate celulele, atat eucariote cat si procariote, fie liberi in

hialoplasma fie fixati pe membrana RER, sau pe membrana nucleara externa (Fig. 35). Se gasesc si in mitocondrii si in plastide. Numarul lor este de 500.000 intr-o celula eucariota si cca 10.000 in celula bacteriei E. coli, numarul lor scade cu imbatranirea celulelor.

Prin tehnica coloratiei negative in ME s-a aratat ca fiecare ribozom este constituit din doua subunitati inegale, numite subunitatea mare si mica.

Din celulele de bacterii unde sunt liberi in hialoplasma, ribozomii se pot izola prin ultracentrifugare. In cazul in care se gasesc pe membrana RER (ergastoplasma), prin ultracentrifugare se izoleaza microzomii. Apoi membrana acestora se poate distruge cu ajutorul unui detergent fin (dezoxicolatul de sodiu) si dupa o noua centrifugare se pot izola ribozomii.

Daca ribozomii izolati sunt plasati intr-un mediu cu concentratia scazuta de ioni de Mg²⁺, ei se disociaza in cele doua subunitati care reprezinta 2/3 si respectiv 1/3 din masa totala. Ribozomii de procariote (bacterii si algele albastre-verzi), din mitocondrii si din cloroplaste, care au un diametru de 140-270 A prezinta un coeficient de sedimentare de 70S, in timp ce ribozomii eucariotelor, care au diametru de 200-300 A, prezinta un coeficient de sedimentare de 80S; cele doua subunitati ale ribozomilor au si ele constante de sedimentare diferite, in functie de origine. Cei de tipul 70S se descompun in subunitati de 50S si 30S, iar cel de tipul 80S in subunitati de 60 si 40S (Fig. 36, 37).

In hialoplasma, ribozomii se gasesc grupati in mici lanturi care constituie poliribozomii si se considera ca sub aceasta forma efectueaza sinteze proteice iar unirea lor se realizeaza de catre ARNm.

Ribozomii contin 50% apa iar din substanta uscata 65% ARN si 35% proteine. ARN-ul din ribozomi se numeste ARN ribozomal, se noteaza ARNr si este situat la exteriorul ribozomului in timp ce proteinele sunt situate la interior. Enzima ribonucleaza distruge ARN ribozomal astfel ca ribozomii nu se mai pot evidentia in ME.

Fig. 35: Poliribozomi liberi din citoplasma unei celule din meristemul radicuiar de fasole (sus) si o sectiune transversala prin RER din celulele rizodermei de ridiche in care se observa numerosi poliribozomi la suprafata.

ARN ribozomal se sintetizeaza in nucleoli, in contact cu cromatina (ADN) nucleara de unde este transportat prin membrana nucleara in citoplasma. Despre proteinele ribozomale nu se poate afirma cu precizie unde sunt sintetizate. Daca la amibe anucleate se transplanteaza un nucleu marcat la nivelul ARN, radioactivitatea apare rapid la nivelul ARNr din citoplasma, dar daca nucleul este marcat la nivelul proteinelor, radioactivitatea nu se va regasi la nivelul proteinelor ribozomale.

In nucleu sunt sintetizate subunitatile ribozomale mari si mici care sunt exportate apoi in citoplasma. In subunitatea mare intra 3 fractiuni de ARN notate ARN28S, ARN5,8S si 58 iar in subunitatea mica fractiunea 18S. Asamblarea celor doua subunitati are loc in citoplasma dupa transportul acestora prin membrana nucleara.

Fig. 36: Schema unui ribozom de procariote (bacterii) 70S care se poate separa in doua

subunitati, una mare (50S) si una mai mica (30S). Ei se pot reuni in polisomi prin

intermediul ARNm.

Fig. 37: Modelul spatial al ribozomilor de E. Coli (70S) avand subunitatea mare (in negru) si cea mica (in alb), in doua pozitii diferite.

Rolul biologic al ribozomilor este unul deosebit de important, la nivelul lor avand loc sinteza proteinelor. Ribozomii reprezinta complexul macromolecular (ARNr si proteine ribozomale) care ghideaza acest proces. Pentru biosinteza proteinelor sunt necesare mai multe componente intre care ribozomii care constituie suportul intregului complex, ARNm care contine informatia dupa care are loc sinteza proteinelor, ARNt care transporta aminoacizii ce trebuie inserati in molecula proteica, precum si o serie de factori si enzime.