Ribosomaal ribonucleïnezuur

Definitie

naamwoord
plural: ribosomale ribonucleïnezuren
ri-bo-so-mal ri-bo-nu-cle-ic ac-id, ˈraɪ bəˌsoʊ’məl raɪboʊnjuːkliːɪk ˈæsɪd
De ribonucleïnezuur-component van het ribosoom

Details

Overzicht

Ribonucleïnezuur (RNA) is een nucleïnezuur, dat net als desoxyribonucleïnezuur (DNA) is opgebouwd uit lineaire ketens van monomere nucleotiden. Elk nucleotidebestanddeel bestaat op zijn beurt uit fosforzuur, suiker en stikstofhoudende base. RNA verschilt van DNA doordat het over het algemeen enkelstrengs is en een ribose suikercomponent heeft, in tegenstelling tot de desoxyribose suiker van DNA. Een ander duidelijk verschil is het uracil van RNA in plaats van thymine in DNA. Zo vormen adenine complementaire basenparen met uracil in RNA’s. Een van de belangrijkste functies van RNA is de synthese van eiwitten. Er zijn drie hoofdtypen RNA die bij dit proces betrokken zijn: (1) boodschapper-RNA (mRNA), (2) transfer-RNA (tRNA), en (3) ribosomaal RNA (rRNA). Ribosomaal RNA is het RNA-bestanddeel van het ribosoom.

Biologische functie

Ribosomaal ribonucleïnezuur (rRNA) is een ribonucleïnezuur dat, samen met de ribosomale eiwitten, het ribosoom vormt. Ribosomaal RNA draagt niet de code voor het maken van eiwitten. Het vormt veeleer de twee subeenheden (de grote en de kleine subeenheid) van een ribosoom. De grote subeenheid fungeert als ribozym; het katalyseert de vorming van peptidebindingen tussen twee aminozuren. Het ribosoom fungeert op zijn beurt als plaats van eiwitsynthese. Het heeft drie bindingsplaatsen: A, P, en E sites. De A-locatie bindt aan tRNA met een aminozuur (aminoacyl-tRNA genoemd). De P-site is de plaats in een ribosoom waar tRNA met de groeiende peptideketen (d.w.z. peptidyl-tRNA) zich bevindt. De E-site is de plaats voor gedecyleerd tRNA op doorreis uit het ribosoom.1 Met behulp van boodschapper-RNA als sjabloon, doorkruist het ribosoom elk codon en koppelt het aan een specifiek aminozuur dat is gekoppeld aan een transfer-RNA.

Prokaryotisch ribosoom vs. Eukaryotisch ribosoom

Zowel prokaryotische als eukaryotische ribosomen zijn opgebouwd uit twee ribosomale subeenheden. De subeenheden van de ribosomen worden geïdentificeerd aan de hand van hun sedimentatiesnelheid, weergegeven door de Svedberg-eenheid (S). Het prokaryote ribosoom (70S) is opgebouwd uit 50S (grote subeenheid) en 30S (kleine subeenheid). Het eukaryote ribosoom (80S) bestaat uit 60S (grote subeenheid) en 40S (kleine subeenheid). N.B. de S-eenheden tellen niet op, aangezien zij een maat zijn voor de sedimentatiesnelheid, niet voor de massa. Bij prokaryoten bevat de 30S ribosomale subeenheid het 16S rRNA, terwijl de 50S ribosomale subeenheid het 5S rRNA en het 23S rRNA bevat. Bij zoogdieren bevat de 40S ribosomale subeenheid het 18S rRNA, terwijl de 60S ribosomale subeenheid rRNA’s bevat: 5S, 5.8S, en 28S.
Prokaryotische vs Eukaryotische Ribosomen

Prokaryotisch Ribosoom

Eukaryotisch Ribosoom

Plaats van rRNA’s

Prokaryotische rRNA’s bevinden zich in het cytoplasma, terwijl eukaryotische rRNA’s zich in het cytoplasma bevinden (in ribosomen), kern, mitochondriën, en chloroplasten. In zoogdiercellen zijn er vier cytoplasmatische rRNA’s (nl. 28S, 5.8S, 18S, en 5S) en twee mitochondriale rRNA’s (nl. 12S en 16S).

Gemeenschappelijke biologische reacties

In eukaryoten worden rRNA’s hoofdzakelijk in de nucleolus gesynthetiseerd. Bij zoogdieren worden 18S, 28S, en 5.8S rRNA-genen in de nucleolus organizer regio getranscribeerd tot een pre-rRNA (specifiek 45S pre-RNA genoemd) door RNA polymerase I. Het resultaat is een groot pre-rRNA dat is opgebouwd uit 18S, 28S, en 5.8S. Na bewerking worden deze afzonderlijk vrijgegeven. De genen die coderen voor het 5S rRNA worden door RNA-polymerase III buiten de nucleolus getranscribeerd tot pre-5S rRNA. Om de grote subeenheid (d.w.z. 60S) van het ribosomaal complex te vormen, combineert 5S rRNA met 28S en 5,8S rRNA. 18S vormt op zijn beurt de kleine subeenheid (d.w.z. 40S) door te combineren met de ribosomale eiwitten.

Gemeenschappelijke biologische reacties

Ribosoom biogenese is het proces van ribosoom synthese dat in het cytosol plaatsvindt. Bij zoogdieren, waaronder de mens, worden ribosomen gevormd door de assemblage van 60S en 40S rRNAs. De 60S- en 40S-bestanddelen worden echter in de kern gevormd, hoofdzakelijk in de nucleolus. De ribosomale eiwitten worden gesynthetiseerd in het cytoplasma, maar worden naar de kern getransporteerd om te worden gecombineerd met de rRNA-subeenheden. Vervolgens verplaatsen zij zich van de kern naar het cytoplasma voor de assemblage van het ribosomaal complex in het cytosol.

Biologisch belang

rRNA’s zijn essentieel als bestanddelen van ribosomen, de plaats van de eiwitsynthese. Afgezien daarvan zijn rRNA’s belangrijk in evolutionair en taxonomisch onderzoek. Zij kunnen ook als doelwit in de geneeskunde worden gebruikt. Sommige antibiotica zoals erytromycine, streptomycine en ricine zijn ontworpen om rRNA’s van pathogene microben te verstoren.

rRNA vs. rDNA

rRNA’s hebben betrekking op de nucleïnezuren in de ribosomen. rDNA’s moeten niet worden opgevat als een ander type nucleïnezuur dat in het ribosoom aanwezig is. De term rDNA wordt gebruikt om te verwijzen naar de genclusters die coderen voor de rRNA’s. rRNA’s worden gebruikt als basis in taxonomie en evolutie. rDNA’s, de genen die coderen voor ribosomale RNA’s, worden gesequenced om de taxonomische groep van een organisme te identificeren en om de mate van soortendivergentie te schatten.

Aanvullend

Afkorting(en)

• rRNA
• ribosomaal RNA

Verdere lectuur

Zie ook

• ribosomaal DNA
• eiwit
• ribosoom
• eiwitsynthese