4.8: 리보솜

리보솜(ribosome)은 전령RNA(messenger RNA, 줄여서 mRNA)에 의해 암호화된 유전정보를 단백질로 변환합니다. 원핵세포(prokaryotic cell)와 진핵세포(eukaryotic cell) 모두 리보솜을 가지고 있습니다. 인간 췌장의 분비세포와 같이 많은 양의 단백질을 합성하는 세포는 수백만 개의 리보솜을 포함할 수 있습니다.

리보솜은 리보솜 RNA(ribosomal RNA, 줄여서 rRNA)와 단백질로 구성됩니다. 리보솜은 막에 둘러싸여 있지 않습니다 (즉, 특수한 세포 내 기능을 함에도 세포기관(organelle)은 아닙니다). 진핵생물에서 rRNA는 리보솜 생산을 전문으로 하는 핵의 일부인 인(nucleolus)에서 유전자로부터 전사(transcribe)됩니다. 인 내의 rRNA는 세포질(cytoplasm)에서 유입된 단백질과 결합합니다. 이 조합은 리보솜의 단위체(subunit) 두 개, 즉 대단위체와 소단위체를 생성합니다.

이 단위체들은 핵막(nuclear envelope)에 있는 구멍을 통해 핵을 떠납니다. 그리고 mRNA가 번역(translation) 과정의 시작단계에서 소단위체와 결합하면 그 뒤 대단위체와 소단위체가 서로 결합합니다. 이러한 과정을 통해 기능적인 리보솜이 형성됩니다.

리보솜은 세포액에서 자유 리보솜(free ribosome)으로 조립될 수 있으며 핵막이나 나 소포체(endoplasmic reticulum)의 외부에 붙은 결합 리보솜(bound ribosome)으로 조립될 수 있습니다. 일반적으로 자유 리보솜은 세포질에서 사용되는 단백질을 합성하고, 결합 리보솜은 세포막에 삽입되거나 세포기관으로 포장되거나 세포로부터 분비되는 단백질을 합성합니다.

리보솜은 mRNA와 운반RNA(transfer RNA, 줄여서 tRNA)를 모아 단백질을 합성합니다. 안티코돈 고리(anticodon loop)라 불리는 특수 tRNA의 뉴클레오타이드(nucleotide)는 mRNA의 코돈(codon)에 결합하며 tRNA는 다른 쪽 끝에 아미노산을 가지고 있습니다. 이런 식으로 mRNA의 유전정보는 한 번에 하나의 코돈씩 번역되어 아미노산의 사슬이 형성됩니다. 리보솜은 또한 인접한 아미노산 사이의 펩타이드 결합(peptide bond)의 형성을 촉매하여 폴리펩타이드(polypeptide)를 생성합니다.

mRNA가 리보솜의 소단위체에 결합하면 tRNA는 리보솜의 대단위체에 있는 3개의 결합 부위 중 하나에 결합합니다. 이 결합 자리(binding site; 결합 부위)는 A자리(aminoacyl-tRNA), P자리 (peptidyl-tRNA), E자리 (exit)라고 합니다. mRNA가 번역될 때 새로운 tRNA가 A자리에 추가되고 P자리로 이동한 뒤 E자리에서 방출됩니다. 그동안 점점 길어지는 폴리펩타이드 사슬은 대단위체의 출구 터널을 통과합니다. 단백질 합성이 완료되면 리보솜 단위체들은 분리됩니다.

- [강사] 리보솜인 단백질 합성 구조는핵 내부에 형성되며리보솜 RNA 및많은 다른 단백질로 구성됩니다복합체는 두 부분으로 나뉘어진크고 작은 서브 유닛이며다른 분자들과 함께메신저와 전이 RNA처럼핵 바깥을 표류를핵 외피의 구멍을 통해서 합니다세포질에 일단 들어가면, 성분들은 함께 결합하고자유롭게 떠다니거나근처의 외부 핵 외피나거친 세포질 망상 구조에 부착되고변형 과정이 시작되어별개의 결합 부위에 새로운 단백질을 만듭니다단백질 합성은 매우 중요한데리보솜은 모든 세포에서 필수적으로 발견되기 때문이며이는 창자 내 효소의 생성 여부또는 뇌의 신경 전달 물질 등과 관련될 수 있습니다