Mis on ribosoomi biosüntees?

Ribosoomi biosüntees on protsess, mille käigus rakus moodustuvad organellid, mida nimetatakse ribosoomideks. Ribosoomid on raku funktsioneerimiseks eluliselt olulised, kuna nad osalevad valkude sünteesis. Ribosoomi biosünteesi protsess on nii äärmiselt keeruline kui ka evolutsiooniliselt väga konserveerunud, mis tähendab, et selle rajad on erinevat tüüpi organismide lõikes sarnased. Ribosoomi biosünteesi on uuritud nii in vivo elusrakkudes kui ka in vitro laborikeskkonna osana.

Raku oluline komponent, ribosoomid viivad läbi translatsiooniprotsessi. Translatsioonis sobitatakse ribonukleiinhappe (mRNA) tükkides kodeeritud geneetiline teave vastava teabega, mida kannavad ülekande-RNA (tRNA) molekulid, millest igaüks kannab spetsiifilist aminohapet. Aminohapped koondatakse ribosoomi, moodustades valku. Ribosoomide valmistamine nõuab suurt energiasisendit, seega sõltub ribosoomi biosünteesi kiirus rakus nii valkude vajadusest kui ka toitainete hulgast rakuvälises keskkonnas

Ribosoomid koosnevad ribosomaalsest RNA-st (rRNA) ja ribosomaalsetest valkudest. Ribosomaalsete valkude sünteesimiseks peab toimuma sama translatsiooniprotsess, mida kasutatakse teiste valkude valmistamisel. Ribosomaalsete valkude geneetilisi koode kannavad fragmendid, mida nimetatakse prekursor-mRNA-deks (pre-mRNA-deks). Pre-mRNA-d, nagu ka teised RNA molekulid, transkribeeritakse raku desoksüribonukleiinhappest (DNA) nukleoolis, mis on koht tuumas. Pärast transkriptsiooni töödeldakse pre-mRNA-sid ensüümide abil ja transporditakse tsütoplasmasse, kus ribosoomid muudavad need ribosomaalseteks valkudeks.

rRNA luuakse keeruliste biokeemiliste protsesside kaudu, mis toimuvad tuumas. Esimeses etapis transkribeeritakse DNA-st prekursor-rRNA (pre-rRNA). Seejärel muudetakse pre-rRNA tuumas olevate ensüümide abil küpseks rRNA-ks. Modifikatsiooni toimudes hakkab rRNA migreeruma tuumast tuuma välimiste piirkondade ehk nukleoplasma suunas.

Protsessi selles etapis imporditakse tsütoplasmas sünteesitud ribosomaalsed valgud tuuma ja koonduvad rRNA-sse. See toodab kahte ribosoomi subühikut, ribosoomi põhikomponente. Peaaegu valmis ribosoom väljub tuumast ja läbib lõpliku töötlemise tsütoplasmas.

Ribosoomi biosünteesi protsessi uuritakse endiselt elusrakkudes selle keerukuse tõttu. Sageli tehakse laboris uuringuid Saccharomyces cerevisiae, tärkavate pärmseente liigiga. Samuti on leitud, et bakteriaalseid ribosoome saab sünteesida in vitro, väljaspool organismi, kasutades rRNA-d ja ribosoomivalke.