Ribosomer – vad de är och hur de bygger proteiner

Ribosomer är cellens maskineri för proteinsyntes. De läser informationen i mRNA och kopplar ihop aminosyror i den ordning som anges av den genetiska koden.

Ribosomer finns i alla levande celler. De består av ribosomalt RNA (rRNA) och proteiner och är uppbyggda av en liten och en stor subenhet.

Vad gör ribosomer?

Ribosomens huvuduppgift är translation: att översätta information från mRNA till en kedja av aminosyror som kan bli ett protein.

Processen kan sammanfattas så här:

1. En mRNA-molekyl binder till en ribosom.
2. Ribosomen läser mRNA i grupper om tre nukleotider, så kallade kodon.
3. tRNA-molekyler levererar aminosyror som motsvarar kodonen.
4. Ribosomen katalyserar bindningar mellan aminosyrorna.
5. När ett stoppkodon nås avslutas translationen och den färdiga polypeptidkedjan frigörs.

Proteinet kan därefter veckas och modifieras innan det får sin slutliga funktion.

Hur hänger DNA, gener och ribosomer ihop?

Ribosomer arbetar inte direkt med DNA. Informationen går normalt genom ett mellanled:

DNA → RNA → protein

En gen är ett funktionellt område i arvsmassan. När en protein-kodande gen används skapas först en RNA-kopia genom transkription. Det mRNA som bildas kan sedan läsas av ribosomen.

Det är alltså ribosomen som gör den genetiska informationen praktiskt användbar genom att bygga proteiner.

Vill du börja från grunden finns översikten Genetik och DNA och guiden DNA-molekylens uppbyggnad.

Vad består en ribosom av?

En ribosom består av två subenheter. Båda innehåller rRNA och ribosomala proteiner.

rRNA är inte bara ett byggmaterial. Det har en central katalytisk roll i proteinsyntesen, bland annat vid bildningen av peptidbindningar mellan aminosyror.

Subenheterna beskrivs ofta med Svedberg-enheter (S). S-värdet är ett mått på hur snabbt partiklar sedimenterar vid ultracentrifugering. Det är därför värdena inte kan adderas som vanliga tal.

Vad är skillnaden mellan 70S och 80S?

Bakteriers ribosomer brukar beskrivas som 70S och består av:

• 50S stor subenhet
• 30S liten subenhet

Ribosomer i cytoplasman hos eukaryota celler brukar beskrivas som 80S och består av:

• 60S stor subenhet
• 40S liten subenhet

Ribosomtyp	Vanlig miljö	Stor subenhet	Liten subenhet
70S	bakterier	50S	30S
80S	eukaryot cytoplasma	60S	40S

Mitokondrier och kloroplaster har egna ribosomer som skiljer sig från de cytoplasmatiska eukaryota ribosomerna.

Var finns ribosomer i cellen?

I eukaryota celler finns ribosomer både fria i cytoplasman och bundna till det endoplasmatiska nätverket.

Fria och membranbundna ribosomer är i grunden samma typ av maskineri. Skillnaden är framför allt vilka proteiner som syntetiseras och vart de ska transporteras.

Proteiner som ska användas i cytosolen produceras ofta på fria ribosomer. Proteiner som ska exporteras från cellen, byggas in i membran eller föras in i vissa organeller kan syntetiseras på ribosomer som associerar med det korniga endoplasmatiska nätverket.

Vad är mRNA, tRNA och rRNA?

Tre RNA-typer är centrala för translation:

mRNA (messenger RNA) bär den sekvens som ska läsas.

tRNA (transfer RNA) fungerar som adapter. Varje tRNA kan bära en aminosyra och har ett antikodon som kan baspara med ett kodon på mRNA.

rRNA (ribosomalt RNA) är en central strukturell och katalytisk del av ribosomen.

Tillsammans gör de det möjligt att översätta en sekvens av nukleotider till en sekvens av aminosyror.

Vad är ett kodon?

Ett kodon består av tre nukleotider i mRNA. Den genetiska koden kopplar olika kodon till aminosyror eller stoppsignaler.

Ribosomen flyttar sig längs mRNA och läser ett kodon i taget. Om läsramen förskjuts kan resten av meddelandet tolkas annorlunda, vilket visar varför korrekt start och läsram är viktiga.

Vad är en polysom?

Flera ribosomer kan läsa samma mRNA samtidigt. En sådan grupp kallas polysom eller polyribosom.

Det gör att cellen kan producera flera kopior av ett protein från samma mRNA-molekyl parallellt.

Varför är ribosomer viktiga inom bioteknik?

Många biotekniska processer bygger på att celler producerar ett visst protein. För att en införd eller förändrad gen ska ge en funktionell produkt måste cellens transkriptions- och translationssystem kunna använda informationen.

Ribosomer är därför centrala för bland annat:

• produktion av enzymer och andra proteiner i mikroorganismer
• forskning om genuttryck
• utveckling av biologiska läkemedel
• förståelsen av hur genetiska förändringar påverkar cellens proteiner

Det betyder inte att ribosomen i sig är en GMO-teknik. Den är cellens normala proteinsyntesmaskin som även används när bioteknik utnyttjar celler som produktionssystem.

Vanliga frågor om ribosomer

Finns ribosomer i både växt- och djurceller?

Ja. Både växt- och djurceller har cytoplasmatiska ribosomer. Växtceller har dessutom ribosomer i bland annat kloroplaster och mitokondrier.

Har bakterier ribosomer?

Ja. Bakterier har 70S-ribosomer. De saknar cellkärna men kan ändå transkribera DNA och översätta mRNA till protein.

Är ribosomer organeller?

De brukar beskrivas som cellstrukturer eller ribonukleoproteinkomplex snarare än membranomslutna organeller.

Bygger ribosomer DNA?

Nej. Ribosomer bygger proteiner. DNA kopieras genom replikation, som använder andra enzymer och mekanismer.

Var bildas ribosomer?

I eukaryota celler börjar bildningen av ribosomer i nukleolen, ett område inne i cellkärnan. Där produceras och bearbetas flera rRNA-molekyler och kombineras med ribosomala proteiner till förstadier av den lilla och stora subenheten.

Subenheterna transporteras sedan ut genom kärnporerna till cytoplasman. Först när de samlas kring ett mRNA under translation bildas den aktiva ribosomen. Det gör ribosombildningen till ett bra exempel på hur cellkärnan och cytoplasman samarbetar i genuttrycket.

Källor och vidare läsning

NCBI Bookshelf: Translation of mRNA och National Human Genome Research Institute: Genetic Code.