コンテンツ
- TL; DR（長すぎる;読まなかった）
- リボソームの説明
- リボソームの有病率
- リボソームはタンパク質工場です
- リボソームを発見したのは誰ですか？
- リボソーム構造の発見
- リボザイムとは？
- Svedberg Valuesによるリボソームの分類
- リボソームの構造の重要性
リボソームは、すべての細胞のタンパク質メーカーとして知られています。タンパク質は生命を制御し、構築します。
したがって、リボソームは生活に不可欠です。 1950年代に発見されたにもかかわらず、科学者がリボソームの構造を真に解明するまでに数十年かかりました。
TL; DR（長すぎる;読まなかった）
すべての細胞のタンパク質工場として知られるリボソームは、ジョージE.パレードによって最初に発見されました。しかし、リボソームの構造は、数十年後にAda E. Yonath、Thomas A. Steitz、およびVenkatraman Ramakrishnanによって決定されました。
リボソームの説明
リボソームの名前は、リボ核酸（RNA）の「リボ」と、「体」のラテン語である「ソマ」に由来しています。
科学者は、リボソームを、細胞に見られる構造として定義します。 オルガネラ。リボソームには2つのサブユニットがあり、1つは大きく、もう1つは小さい。核小体はこれらのサブユニットを作り、それらは一緒にロックします。リボソームRNAおよびタンパク質（リボタンパク質）リボソームを作ります。
いくつかのリボソームは細胞の細胞質の中に浮かんでいますが、他のリボソームは小胞体（ER）に付着しています。リボソームがちりばめられた小胞体は 粗面小胞体 （RER）;その 滑らかな小胞体 （SER）にはリボソームが付着していません。
リボソームの有病率
生物に応じて、細胞は数千または数百万のリボソームを持つことができます。リボソームは、原核細胞と真核細胞の両方に存在します。また、バクテリア、ミトコンドリア、葉緑体にも見られます。リボソームは、脳や膵臓の細胞など、一定のタンパク質合成を必要とする細胞でより多く見られます。
いくつかのリボソームは非常に大きくなる可能性があります。真核生物では、80個のタンパク質を持ち、数百万個の原子でできています。 RNA部分はタンパク質部分よりも多くの質量を占めます。
リボソームはタンパク質工場です
リボソームが取る コドン、メッセンジャーRNA（mRNA）からの3つのヌクレオチドのシリーズです。コドンは、特定のタンパク質を作るための細胞のDNAからのテンプレートとして機能します。次に、リボソームはコドンを翻訳し、それらを以下のアミノ酸に一致させます トランスファーRNA （tRNA）。これは 翻訳.
リボソームには3つのtRNA結合部位があります。 アミノアシル アミノ酸を結合するための結合部位（Aサイト）、 ペプチジル サイト（Pサイト）および 出口 サイト（Eサイト）。
このプロセスの後、翻訳されたアミノ酸は、と呼ばれるタンパク質鎖の上に構築されます ポリペプチド、リボソームがタンパク質を作る作業を完了するまで。ポリペプチドが細胞質に放出されると、機能性タンパク質になります。このプロセスは、リボソームがしばしばタンパク質工場として定義される理由です。タンパク質生産の3つの段階は、開始、伸長、翻訳と呼ばれます。
これらの機械のようなリボソームは迅速に機能し、場合によっては毎分200アミノ酸に隣接します。原核生物は、1秒あたり20個のアミノ酸を追加できます。複雑なタンパク質は、組み立てるのに数時間かかります。リボソームは、哺乳動物の細胞内の約100億個のタンパク質のほとんどを作ります。
完成したタンパク質は、さらに変化または折り畳みを受ける可能性があります。これは呼ばれます 翻訳後修飾。真核生物では、 ゴルジ体 タンパク質は放出される前に完成します。リボソームが仕事を終えると、サブユニットはリサイクルされるか解体されます。
リボソームを発見したのは誰ですか？
George E. Paladeは、1955年に初めてリボソームを発見しました。Paladeのリボソームの記述は、それらを小胞体の膜に関連する細胞質粒子として描写しました。 Paladeと他の研究者は、タンパク質合成であるリボソームの機能を発見しました。
フランシス・クリックは 生物学の中央教義、「DNAがRNAをタンパク質に変える」ように生命を構築するプロセスをまとめました。
一般的な形状は電子顕微鏡画像を使用して決定されましたが、リボソームの実際の構造を決定するにはさらに数十年かかります。これは、大部分がリボソームの比較的巨大なサイズによるものであり、リボソームは結晶形での構造の分析を阻害しました。
リボソーム構造の発見
Paladeはリボソームを発見しましたが、他の科学者はその構造を決定しました。 3人の別々の科学者がリボソームの構造を発見しました：Ada E. Yonath、Venkatraman Ramakrishnan、およびThomas A. Steitz。これら3人の科学者は2009年にノーベル化学賞を受賞しました。
三次元リボソーム構造の発見は2000年に起こりました。1939年に生まれたヨナスは、この啓示の扉を開きました。このプロジェクトの最初の仕事は1980年代に始まりました。温泉からの微生物を使用して、過酷な環境での堅牢な性質のため、リボソームを分離しました。彼女はリボソームを結晶化させることができたので、X線結晶構造解析によって分析することができました。
これにより、検出器にドットのパターンが生成され、リボソーム原子の位置を検出できるようになりました。 Yonathは最終的に、低温結晶学を使用して高品質の結晶を生成しました。これは、リボソーム結晶が凍結しないように凍結することを意味します。
その後、科学者はドットのパターンの「位相角」を解明しようとしました。技術が向上するにつれて、手順の改良により、単一原子レベルで詳細になりました。 1940年生まれのシュタイツは、アミノ酸の接続部で、どの反応ステップがどの原子に関与しているかを発見することができました。彼は、1998年にリボソームのより大きなユニットの位相情報を見つけました。
1952年生まれのラマクリシャンは、良好な分子マップを得るために、X線回折の位相の解決に取り組みました。彼はリボソームの小さなサブユニットの位相情報を見つけました。
今日、完全なリボソーム結晶学のさらなる進歩により、リボソームの複雑な構造の分解能が向上しました。 2010年、科学者は真核生物80Sリボソームの結晶化に成功しました サッカロミセス・セレビシエ X線構造をマッピングすることができました（「80S」は、Svedberg値と呼ばれる分類の一種です。これについては後ほど詳しく説明します）。これにより、タンパク質の合成と調節に関する詳細情報が得られました。
より小さい生物のリボソームは、これまでのところ、リボソーム構造を決定するために最も簡単に作業できることが証明されています。これは、リボソーム自体が小さく複雑ではないためです。ヒトなどの高等生物のリボソームの構造を決定するには、さらなる研究が必要です。科学者はまた、病原体のリボソーム構造についてさらに学び、病気との闘いを支援したいと考えています。
リボザイムとは？
用語 リボザイム リボソームの2つのサブユニットのうち大きい方を指します。リボザイムは酵素として機能するため、その名前が付けられています。それは、タンパク質アセンブリーの触媒として機能します。
Svedberg Valuesによるリボソームの分類
Svedberg（S）値は、遠心分離機での沈降速度を表します。科学者はしばしば、Svedberg値を使用してリボソーム単位を記述します。たとえば、原核生物は、50Sと30Sの1つのユニットで構成される70Sリボソームを持っています。
沈降速度は分子量よりもサイズと形状に関係しているため、これらは加算されません。一方、真核細胞には80Sリボソームが含まれています。
リボソームの構造の重要性
リボソームは、生命とその構成要素を確保するタンパク質を作るため、すべての生命に不可欠です。人間の生活に不可欠なタンパク質には、赤血球のヘモグロビン、インスリン、抗体などが含まれます。
研究者がリボソームの構造を明らかにすると、探査の新たな可能性が開かれました。そのような探索の手段の1つは、新しい抗生物質の薬です。たとえば、新薬は、細菌のリボソームの特定の構造成分を標的とすることにより、病気を止めるかもしれません。
Yonath、Steitz、およびRamakrishnanによって発見されたリボソームの構造のおかげで、研究者はアミノ酸とタンパク質がリボソームを離れる位置の間の正確な位置を知っています。抗生物質がリボソームに付着する場所をゼロにすることで、薬物作用の精度が大幅に向上します。
これは、以前は頑固な抗生物質が抗生物質耐性菌と出会った時代に重要です。したがって、リボソーム構造の発見は医学にとって非常に重要です。