Siapa yang Menemukan Struktur Ribosome?

Isi

• TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Dibaca)
• Deskripsi tentang Ribosom
• Prevalensi Ribosom
• Ribosom Adalah Pabrik Protein
• Siapa yang Menemukan Ribosom?
• Penemuan Struktur Ribosom
• Apa itu Ribozyme?
• Mengkategorikan Ribosom oleh Svedberg Values
• Pentingnya Struktur Ribosome

Ribosom dikenal sebagai pembuat protein dari semua sel. Protein mengendalikan dan membangun kehidupan.

Karena itu, ribosom sangat penting untuk kehidupan. Meskipun penemuan mereka pada 1950-an, butuh beberapa dekade sebelum para ilmuwan benar-benar menjelaskan struktur ribosom.

TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Dibaca)

Ribosom, yang dikenal sebagai pabrik protein dari semua sel, pertama kali ditemukan oleh George E. Palade. Namun, struktur ribosom ditentukan beberapa dekade kemudian oleh Ada E. Yonath, Thomas A. Steitz dan Venkatraman Ramakrishnan.

Deskripsi tentang Ribosom

Ribosom mendapatkan namanya dari "ribo" asam ribonukleat (RNA) dan "soma," yang dalam bahasa Latin berarti "tubuh".

Para ilmuwan mendefinisikan ribosom sebagai struktur yang ditemukan dalam sel, salah satu dari beberapa himpunan sel kecil yang disebut organel. Ribosom memiliki dua subunit, satu besar dan satu kecil. Nukleolus membuat sub-unit ini, yang mengunci bersama. RNA dan protein ribosom (riboprotein) membuat ribosom.

Beberapa ribosom mengapung di antara sitoplasma sel, sementara yang lain menempel pada retikulum endoplasma (ER). Retikulum endoplasma bertabur ribosom disebut retikulum endoplasma kasar (RER); itu retikulum endoplasma halus (SER) tidak memiliki ribosom.

Prevalensi Ribosom

Bergantung pada organisme, sel dapat memiliki beberapa ribu atau bahkan jutaan ribosom. Ribosom ada di sel prokariotik dan eukariotik. Mereka juga dapat ditemukan pada bakteri, mitokondria dan kloroplas. Ribosom lebih banyak ditemukan pada sel yang membutuhkan sintesis protein konstan, seperti otak atau sel pankreas.

Beberapa ribosom bisa sangat masif. Pada eukariota, mereka dapat memiliki 80 protein dan dibuat dari beberapa juta atom. Bagian RNA mereka mengambil lebih banyak massa daripada porsi protein mereka.

Ribosom Adalah Pabrik Protein

Ribosom ambil kodon, yang merupakan rangkaian tiga nukleotida, dari messenger RNA (mRNA). Kodon berfungsi sebagai templat dari DNA sel untuk membuat protein tertentu. Ribosom kemudian menerjemahkan kodon dan mencocokkannya dengan asam amino dari mentransfer RNA (tRNA). Ini dikenal sebagai terjemahan.

Ribosom memiliki tiga situs pengikatan tRNA: a aminoasil situs pengikatan (situs A) untuk melampirkan asam amino, a peptidil situs (situs P) dan sebuah keluar situs (situs E).

Setelah proses ini, asam amino yang diterjemahkan membangun di atas suatu rantai protein yang disebut a polipeptida, sampai ribosom menyelesaikan pekerjaan mereka membuat protein. Setelah polipeptida dilepaskan ke dalam sitoplasma, ia menjadi protein fungsional. Proses inilah mengapa ribosom sering didefinisikan sebagai pabrik protein. Tiga tahap produksi protein disebut inisiasi, perpanjangan dan terjemahan.

Ribosom mirip mesin ini bekerja cepat, berdampingan dengan 200 asam amino per menit dalam beberapa kasus; prokariota dapat menambahkan 20 asam amino per detik. Protein kompleks membutuhkan waktu beberapa jam untuk berkumpul. Ribosom menghasilkan sebagian besar sekitar 10 miliar protein dalam sel mamalia.

Protein yang sudah lengkap dapat berubah atau dilipat lebih lanjut; ini disebut modifikasi pasca-terjemahan. Dalam eukariota, the Aparat Golgi melengkapi protein sebelum dilepaskan. Setelah ribosom menyelesaikan pekerjaan mereka, subunit mereka akan didaur ulang atau dibongkar.

Siapa yang Menemukan Ribosom?

George E. Palade pertama kali menemukan ribosom pada tahun 1955. Deskripsi ribosom Palade menggambarkannya sebagai partikel sitoplasma yang terkait dengan membran retikulum endoplasma. Palade dan peneliti lain menemukan fungsi ribosom, yang merupakan sintesis protein.

Francis Crick akan melanjutkan untuk membentuk dogma sentral biologi, yang merangkum proses membangun kehidupan sebagai "DNA membuat RNA membuat protein."

Sementara bentuk umum ditentukan dengan menggunakan gambar mikroskop elektron, akan dibutuhkan beberapa dekade lagi untuk menentukan struktur ribosom yang sebenarnya. Ini sebagian besar disebabkan oleh ukuran ribosom yang relatif besar, yang menghambat analisis struktur mereka dalam bentuk kristal.

Penemuan Struktur Ribosom

Sementara Palade menemukan ribosom, ilmuwan lain menentukan strukturnya. Tiga ilmuwan terpisah menemukan struktur ribosom: Ada E. Yonath, Venkatraman Ramakrishnan, dan Thomas A. Steitz. Ketiga ilmuwan ini diberi penghargaan Hadiah Nobel Kimia tahun 2009.

Penemuan struktur ribosom tiga dimensi terjadi pada tahun 2000. Yonath, lahir pada tahun 1939, membuka pintu bagi wahyu ini. Pekerjaan awalnya pada proyek ini dimulai pada 1980-an. Dia menggunakan mikroba dari sumber air panas untuk mengisolasi ribosom mereka, karena sifatnya yang kuat di lingkungan yang keras. Dia dapat mengkristal ribosom sehingga mereka dapat dianalisis melalui kristalografi sinar-X.

Ini menghasilkan pola titik-titik pada detektor sehingga posisi atom ribosom dapat dideteksi. Yonath akhirnya menghasilkan kristal berkualitas tinggi menggunakan cryo-kristalografi, yang berarti kristal ribosom dibekukan untuk membantu menjaga mereka agar tidak rusak.

Para ilmuwan kemudian mencoba menjelaskan "sudut fase" untuk pola titik-titik. Ketika teknologi meningkat, penyempurnaan prosedur menyebabkan detail pada level atom tunggal. Steitz, lahir pada tahun 1940, dapat menemukan langkah-langkah reaksi mana yang melibatkan atom mana, pada koneksi asam amino. Dia menemukan informasi fase untuk unit ribosom yang lebih besar pada tahun 1998.

Ramakrishan, lahir pada tahun 1952, pada gilirannya bekerja untuk menyelesaikan fase difraksi sinar-X untuk peta molekuler yang baik. Dia menemukan informasi fase untuk subunit ribosom yang lebih kecil.

Hari ini, kemajuan lebih lanjut dalam kristalografi ribosom penuh telah menyebabkan resolusi yang lebih baik dari struktur ribosom kompleks. Pada 2010, para ilmuwan berhasil mengkristalisasi ribosom 80S eukariotik Saccharomyces cerevisiae dan mampu memetakan struktur X-ray-nya ("80S" adalah jenis kategorisasi yang disebut nilai Svedberg; lebih lanjut tentang ini sebentar lagi). Ini pada gilirannya menyebabkan lebih banyak informasi tentang sintesis dan regulasi protein.

Ribosom dari organisme yang lebih kecil sejauh ini terbukti paling mudah digunakan untuk menentukan struktur ribosom. Ini karena ribosom itu sendiri lebih kecil dan kurang kompleks. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk membantu menentukan struktur ribosom organisme yang lebih tinggi, seperti pada manusia. Para ilmuwan juga berharap untuk belajar lebih banyak tentang struktur ribosom patogen, untuk membantu dalam memerangi penyakit.

Apa itu Ribozyme?

Syarat ribozim mengacu pada yang lebih besar dari dua subunit dari ribosom. Ribozim berfungsi sebagai enzim, karenanya namanya. Ini berfungsi sebagai katalis dalam perakitan protein.

Mengkategorikan Ribosom oleh Svedberg Values

Nilai Svedberg (S) menggambarkan laju sedimentasi dalam centrifuge. Para ilmuwan sering menggambarkan unit ribosom menggunakan nilai Svedberg. Misalnya, prokariota memiliki 70S ribosom yang terdiri dari satu unit dengan 50S dan satu dari 30S.

Ini tidak bertambah karena laju sedimentasi lebih berkaitan dengan ukuran dan bentuk daripada berat molekul. Sel eukariotik, di sisi lain, mengandung 80S ribosom.

Pentingnya Struktur Ribosome

Ribosom sangat penting untuk semua kehidupan, karena mereka membuat protein yang memastikan kehidupan dan blok pembangunnya. Beberapa protein penting untuk kehidupan manusia termasuk hemoglobin dalam sel darah merah, insulin dan antibodi, di antara banyak lainnya.

Setelah para peneliti mengungkap struktur ribosom, itu membuka kemungkinan baru untuk eksplorasi. Salah satu jalan eksplorasi adalah untuk obat-obatan antibiotik baru. Sebagai contoh, obat baru mungkin menghentikan penyakit dengan menargetkan komponen struktural tertentu dari ribosom bakteri.

Berkat struktur ribosom yang ditemukan oleh Yonath, Steitz dan Ramakrishnan, para peneliti sekarang mengetahui lokasi yang tepat antara asam amino dan lokasi di mana protein meninggalkan ribosom. Mengincar lokasi di mana antibiotik menempel pada ribosom membuka presisi yang jauh lebih tinggi dalam aksi obat.

Ini sangat penting di era ketika antibiotik yang dulunya kuat telah bertemu dengan jenis bakteri yang kebal antibiotik. Oleh karena itu penemuan struktur ribosom sangat penting untuk pengobatan.