Ribosom

Ribosomen sind die Proteinfabriken einer Zelle. Der genetische Code liefert dazu die Information, welche Proteine synthetisiert werden sollen. Ribosomen bestehen aus zwei Teilen, einer großen Untereinheit und einer kleinen Untereinheit, beide Teile enthalten rRNA mit angelagerten Proteinen.

Sowohl Eukaryoten als auch Prokaryoten besitzen Ribosomen, doch gibt es einige Unterschiede. Höhere Zellen besitzen zwischen 10⁵ und 10⁷ Ribosomen mit einer Größe von 25nm Durchmesser. Molekülgewicht des Eukaryoten-Ribosom beträgt 80S, das Gewicht der großen Untereinheit ist 60S, der kleinen 40S. (S ist die Sedimentationseinheit, früher Svedberg-Einheit). In Eukaryoten gibt es außer freien Ribosomen die sich im Cytoplasma befinden, auch membrangebundene Ribosomen die sich an die Membranen des rauhen Endoplasmatischen Retikulums (ER) binden.

Bakterien bestitzen weniger (ca. 10⁴) und insgesamt kleinere (23nm) Ribosomen. Ihr Gesamtgewicht beträgt 70S, und sie bestehen aus einer 30S- und einer 50S-Untereinheit.

Kommt die kleine Untereinheit mit einer mRNA in Kontakt, lagert sich auch eine große Untereinheit an und die Proteinbiosynthese (Translation) beginnt.

Für den Transport der Proteine gibt es Mechanismen die sicherstellen, daß diese auch zum richtigen Ziel gelangen. Bei Eukaryoten gibt es zwei Möglichkeiten. Wird das Protein an einem freien Ribosom gebildet, werden in das Protein kurze Aminosäuresequenzen eingebaut die das Ziel bestimmen (targeting). Hauptprodukt sind dabei Bausteine für das Cytosol und für andere Organellen (z.B. Zellkern, Peroxisomen, Mitochondrien, Chloroplasten) oder die ribosomalen Proteine, die im Nukleolus wieder zu neuen Ribosomen zusammengebaut werden.

Proteine die an membrangebundenen Ribosomen der rauhen ER synthetisiert werden, müssen durch den Golgi-Apparat. Danach können sie als Sekrete oder in Lysosomen die Zelle verlassen, oder sie werden in die Membran von intrazellulären Vesikeln eingebaut (integrale Proteine).

In Bakterienzellen kommen nur freie Ribosomen vor, es gibt keine Kompartimente und keinen Vesikelfluß.

Paradebeispiel eines Translationsprodukt freier Ribosomen ist das Hämoglobin, das frei im Cytosol der Erythrocyten gelöst ist.