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Ribosom

Synonyme: Palade-Körnchen, Palade-Granulum
Englisch: ribosome

1 Definition

Ribosomen sind kleine, aus Proteinen und rRNA bestehende, zelluläre Partikel, die die Proteinbiosynthese der Zellen katalysieren. Mit Ribosomen besetztes endoplasmatisches Retikulum wird als rauhes endoplasmatisches Retikulum (rER) bezeichnet.

An einem mRNA-Strang organisierte Gruppen von Ribosomen bezeichnet man als Polysom.

2 Struktur

Ribosomen erscheinen elektronenmikroskopisch in runder bis ellipsoider Form und haben einen durchschnittlichen Durchmesser von 20 bis 25 nm. Sie bestehen typischerweise aus zwei Untereinheiten, die sich in Abhängigkeit von Magnesium, Translationsfaktoren und mRNA vereinigen und damit die Proteinbiosynthese starten können.

Die in Eukaryonten vorkommenden Ribosomen haben eine Masse von 80 S (Massenangabe als nichtlineare Svedberg-Zentrifugationskonstante) mit den Einzelgewichten der Untereinheiten von 60 S und 40 S. Die prokaryontischen 70 S-Ribosomen bestehen aus einer 50 S und einer 30 S Untereinheit. In die aus mehreren Proteinen bestehende ribosomale Struktur sind Moleküle von einzelsträngiger rRNA eingelagert.

3 Funktion

Zu Beginn der Translation kann die aus dem Zellkern freigesetzte mRNA die kleine ribosomale Untereinheit binden und später unter Einwirkung diverser Faktoren auch die große Untereinheite assemblieren. Die bei der Fusion beider Ribosomenteile entstehende Rinne dient der Durchspulung der RNA-Kette; daneben entstehen drei Domänen mit teilweise katalytischer Aktivität:

  • A-Domäne (Aminoacyl-Domäne)
  • P-Domäne (Peptidyl-Domäne)
  • E-Domäne (Exit-Domäne)

Während des Verlängerungszyklus wechselt das Ribosom zwischen zwei Zuständen, die man als prä- und post-translationalen Zustand bezeichnet. Dabei sind zwei von drei tRNA-Bindungsstellen mit einer tRNA besetzt.

Im prätranslationalen Zustand sind die A- und P-Domäne besetzt. Die P-Domäne trägt die tRNA mit der Polypeptidkette, während die A-Domäne von der neu hinzugekommen Aminoacyl-tRNA besetzt ist. Nun wird die Polypeptidkette von der P-Domänen-tRNA auf die A-Domänen-tRNA übertragen.

Danach wechselt das Ribosom in den posttranslationalen Zustand: Es wandert um drei Basen auf der mRNA weiter, wodurch die vorherige A-Domänen-tRNA zur P-Domänen-tRNA wird. Die nun leere ehemalige P-Domänen-tRNA wird über die E-Domäne (Exit) aus dem Ribosom geschleust.

Ribosomen können durch Signalpeptide zum endoplasmatischen Reticulum geleitet werden, wo sie an einen sogenannten SRP-Rezeptor binden und ihr Translationsprodukt ins Lumen abgeben. Solche Proteine werden später exozytiert oder in andere Zellorganellen transportiert. Das mit Ribosomen versehene ER bezeichnet man auch als RER (Rough endoplasmic reticulum). Daneben können Ribosomen auch frei im Zytosol die Proteinbiosynthese katalysieren und damit die zellulären Proteine zusammenbauen.

4 Klinische Anmerkung

Die prokaryontischen Ribosomen bilden das Angriffsziel verschiedener Antibiotika, die damit die bakterielle Proteinbiosynthese hemmen und bakteriostatisch oder bakterizid wirken. Sie sind in der Regel körperneutral und daher unschädlich für den Körper.

Fachgebiete: Biologie

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