Рибосомы: строение и функции рибосом

Рибосомы обнаружены в клетках всех живых организмов на Земле: от примитивных бактерий древнейшего происхождения до сложнейших многоклеточных организмов вроде нас с вами.

По мнению ряда ученых, именно рибосомы сыграли решающую роль в момент зарождения жизни на Земле, благодаря которым можно совершить своеобразное «путешествие» в так называемый первый мир органических молекул – «мир РНК» («мир рибонуклеиновой кислоты»).

Исследователи предполагают, что рибосомы в их настоящем виде достались всем нынешним формам жизни от общего предка, которого исследователи назвали LUKA (Last universal common ancestor – последний универсальный общий предок).

Увы, LUCA не доступен как ископаемое, ведь с момента зарождения жизни на земном шаре прошло предположительно три с половиной миллиарда лет.

Впрочем, универсального общего предка можно изучать, сравнивая геномы его потомков – всех живых организмов на нашей планете.

Чтобы прийти к подобным выводам, с момента открытия рибосом в середине ХХ века разными группами ученых в разное время была проделана огромная исследовательская работа.
 

История открытия рибосом

До середины 50-х годов ХХ века оставалось загадкой, в каком месте и как протекает процесс постоянного обновления белков в клетках живых организмов. В 1956 году дело сдвинулось с мертвой точки благодаря двум физическим методам – ультрацентрифугированию и электронной микроскопии. Научное описание рибосом сделали несколько ученых, которые работали в одно время и изучали одно направление независмо друг от друга. Так американец Джордж Паладе описывал рибосомы как гранулы или уплотненные частицы. 

Именно за эту работу 24 года спустя ученый получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине «за открытия, касающиеся структурной и функциональной организации клетки».

В те же прорывные 50-е годы прошлого века американский биохимик и молекулярный биолог Пол Чарльз Замечник, открывший транспортную рибонуклеиновую кислоту (тРНК), установил, что в клеточной фракции, осаждаемой после митохондрий, радиоактивно меченые аминокислоты образуют пептиды.

Разглядывая полученную клеточную фракцию в электронный микроскоп, ученый обнаружил в ней мелкие округлые тельца, а с помощью специальной окраски ему удалось выяснить, что в их состав входит РНК. Поэтому ученый назвал их рибонуклеопротеидными частицами микросомальной фракции.

Термин «рибосома» был предложен исследователем Ричардом Робертсом в 1958-м.

С момента открытия прошло уже 60 лет, и все это время ученые неустанно работают над тем, чтобы до тонкостей изучить структуру этих микроскопических «фабрик» белка и механизм их работы.
 

Какое строение имеют рибосомы

В 1960 году Франсуа Жакоб и Жак Моно в Пастеровском институте в Париже предположили, что рибосома – это молекулярная машина, участвующая в синтезе белка, причем она не определяет последовательность аминокислот.

Несколько позже было изучено строение рибосом и установлены принципы их структурной организации.

Исследователям удалось установить, что рибосомы синтезируют белки из плавающих в клеточной жидкости аминокислот. Причем синтез каждой разновидности белка происходит по заранее заданной схеме. Эта схема обеспечивается другой РНК, которую назвали матричной (мРНК). Этот процесс называется трансляцией. Функции рибосом в биосинтезе белка происходит следующим образом: через специальный канал в рибосоме протягивается линейная молекула матричной РНК, с которой рибосома и считывает информацию о составе будущего белка. А на саму мРНК информация предварительно поступает с «главной» наследственной молекулы ДНК, где она была закодирована генами.

Ученые считают, что именно рибосомы превращают генетическую информацию в конкретное свойство того или иного организма. Например, благодаря рибосомам мы получаем свой цвет кожи, глаз и волос, от этих микроскопических частиц зависит наш рост и даже то, какая рука будет у нас «рабочей» – правая либо левая.