Pengertian Ribosom dan Fungsinya – Ribosom adalah organel sel yang paling banyak dan terlibat dalam sintesis protein. Mereka tidak dikelilingi oleh membran dan terdiri dari dua jenis subunit: yang besar dan yang kecil, sebagai aturan umum, subunit besar hampir dua kali lipat yang kecil.
Silsilah prokariotik memiliki ribosom 70S yang terdiri dari subunit 50S besar dan subunit 30S kecil. Demikian juga, ribosom dari garis keturunan eukariotik terdiri dari subunit 60S besar dan subunit 40S kecil.
Ribosom dianalogikan dengan pabrik yang bergerak, mampu membaca messenger RNA, menerjemahkannya menjadi asam amino, dan mengikatnya dengan ikatan peptida.
Ribosom setara dengan hampir 10% dari total protein bakteri dan lebih dari 80% dari total RNA. Dalam kasus eukariota, mereka tidak berlimpah dibandingkan dengan protein lain, tetapi jumlahnya lebih besar.
Pada tahun 1950, peneliti George Palade pertama kali memvisualisasikan ribosom, dan penemuan ini dianugerahi Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran.
Pengertian
Berbicara tentang sel pastinya tidak akan lepas dari bahasan ribosom. Sel terdiri dari beberapa bagian. Di dalam sel terdapat bagian sel yang bukan organel. Bagian sel yang bukan organel ini teridir dari membrane sel atau membrane plasma, dinding sel dan sitoplasma.
Membrane sel ini merupakan bagian yang terluar dari sel. Fungsi dari membrane sel ini adalah untuk mengontrol atau pertukaran zat diantara lingungan sitoplasma. Membrane sel ini juga bisa menjadi tempat reaksi oksidasi di dalam repirasi dan cahaya matahari.
Berbeda dengan membrane sel, dinding sel merupakan lapisan terluar sel. Dinding sel ini hanya bisa ditemukan di sel tumbuhan, dan ketebalannya hanya 0.1 um. Dan sitoplasma merupakan protoplasma yang memiliki fungsi sebagai pengusu ruangan diantara selaput plasma dan nucleus.
Selain itu, sel juga memiliki bagian yang merupakan organel. Di dalam bagian ini, terbagi lagi menjadi dua yakni organel yang memiliki membrane dan tidak memiliki membrane. Organel yang mempunyai membrane terbagi atas nucleus atau inti sel, reticulum endoplasma, kompleks golgi, lisosom, mitokondria, plastid, badan mikro, dan vakuola.
Sedangkan organel yang tidak memiliki membrane adalah ribosom, sentriol, dan sitoskleton. Pada kali ini, pembahasan akan lebih mengerucut kepada pengertian ribosom dan fungsinya. Ribosom memiliki pengertian organel yang kecil dan terletak di dalam sel dan hanya memiliki diameter kurang dari 20 nanometer. Organel ini bisa tersebar bebas di dalam sitoplasma, organel ini disebut dengan ribosom bebas.
Ribosom bisa juga melekat dan menutup membrane RE yang disebut dengan ribosom terikat. Pada dasarnya, ribosom tersusun atas protein serta RNA ribosom yang memiliki perbandingan sama banyak.
Ribosom memiliki fungsi yang sangat signifikan dalam sel. Ia memiliki fungsi sebagai tempat sintesis protein dari asam amino. Sintesis ini adalah proses pengolahan sebuah protein dari asam amino yang nantinya akan menghasilkan ensim dan memiliki kegunaan untuk katalisator reaksi kimia dalam cairan sitosol.
Di dalam sel mamalia, ribosom bisa memiliki jumlah sebanyak 10 juta. Beberapa diantaranya bisa menempel di untaian mRNA yang sama. Struktur tersebut dinamakan polysime a. Keberadaan dari ribosom ini hanya bersifat sementara karena ketika ribosom melakukan proses sintesis, polipetida di dua sub unit akan terpisah dan tidak jarang mengalami kerusakan atau nantinya bisa digunakan kembali.
Dengan bahasa yang lebih mudah, ribosom merupakan organel yang terdiri atas protein ribosom (riboprotenis) serta asam ribonukleat. Kata ribosom berasal dari dua kata yakni Ribo yang dihasilkan dari asam ribonukleat dan soma yang merupakan kata lain dari tubuh. Jadi ribosom nantinya terikat di membrane sel (pelindung organ) tetapi perbedaannya ialah membrane ini tidak memiliki selaput. Itulah penjelasan pengertian ribosom dan fungsinya yang lebih jelas.
Ciri-ciri
Komponen semua sel
Ribosom adalah komponen penting dari semua sel dan terkait dengan sintesis protein. Mereka sangat kecil dalam ukuran sehingga mereka hanya dapat dilihat di bawah cahaya mikroskop elektron.
Mereka ditemukan di sitoplasma
Ribosom ditemukan bebas dalam sitoplasma sel, berlabuh pada retikulum endoplasma kasar – ribosom membuatnya tampak “keriput” – dan pada beberapa organel, seperti mitokondria dan kloroplas.
Sintesis protein
Ribosom yang terikat membran bertanggung jawab untuk sintesis protein yang akan dimasukkan ke dalam membran plasma atau akan dikirim ke luar sel.
Ribosom bebas, yang tidak digabungkan dengan struktur apa pun dalam sitoplasma, mensintesis protein yang diperuntukkan bagi bagian dalam sel. Akhirnya, ribosom mitokondria mensintesis protein untuk penggunaan mitokondria.
Dengan cara yang sama, beberapa ribosom dapat bergabung dan membentuk “polyribosom”, membentuk rantai yang digabungkan ke RNA kurir, mensintesis protein yang sama, beberapa kali dan secara bersamaan.
Subunit
Mereka semua terdiri dari dua subunit: satu disebut besar atau besar dan yang lainnya kecil atau kecil.
Ribosom dianggap oleh beberapa penulis sebagai organel nonmembran, karena mereka tidak memiliki struktur lipid ini, meskipun peneliti lain tidak menganggap mereka sebagai organel itu sendiri.
Struktur
Ribosom adalah struktur seluler kecil (dari 29 hingga 32 nm, tergantung pada kelompok organisme), bulat dan padat, terdiri dari RNA ribosom dan molekul protein, yang mereka temukan terkait satu sama lain.
Ribosom yang paling banyak dipelajari adalah eubacteria, archaea dan eukaryotes. Pada garis keturunan pertama, ribosom lebih sederhana dan lebih kecil. Ribosom eukariotik, sementara itu, lebih kompleks dan lebih besar. Di archaea, ribosom lebih mirip dengan kedua kelompok dalam hal tertentu.
Ribosom vertebrata dan angiospermae (tumbuhan berbunga) sangat kompleks.
Setiap subunit ribosom terutama terdiri dari RNA ribosom dan berbagai protein. Subunit besar dapat terdiri dari molekul RNA kecil, selain RNA ribosom.
Protein digabungkan ke RNA ribosom di daerah tertentu, secara berurutan. Di dalam ribosom, beberapa situs aktif dapat dibedakan, seperti zona katalitik.
RNA ribosom sangat penting bagi sel dan ini dapat dilihat dalam urutannya, yang hampir tidak berubah sepanjang evolusi, mencerminkan tekanan selektif tinggi terhadap perubahan apa pun.
Fungsi ribosom
Ribosom bertanggung jawab untuk memediasi proses sintesis protein dalam sel semua organisme, menjadi mesin biologis universal.
Ribosom – bersama dengan transfer RNA dan messenger RNA – berhasil menguraikan kode pesan DNA dan menafsirkannya menjadi urutan asam amino yang akan membentuk semua protein dalam suatu organisme, dalam proses yang disebut terjemahan.
Dalam biologi, kata translasi mengacu pada perubahan “bahasa” dari kembar tiga dari nukleotida menjadi asam amino.
Struktur-struktur ini adalah bagian utama dari terjemahan, di mana sebagian besar reaksi terjadi, seperti pembentukan ikatan peptida dan pelepasan protein baru.
Translasi protein
Proses pembentukan protein dimulai dengan pengikatan antara RNA duta dan ribosom. Utusan bergerak melalui struktur ini pada ujung tertentu yang disebut “rantai inisiator kodon.”
Ketika RNA kurir melewati ribosom, sebuah molekul protein terbentuk, karena ribosom mampu menginterpretasikan pesan yang dikodekan dalam kurir.
Pesan ini dikodekan dalam triplet nukleotida, di mana setiap tiga basa menunjukkan asam amino tertentu. Sebagai contoh, jika messenger RNA membawa urutan: AUG AUU CUU UUG GCU, peptida yang terbentuk akan terdiri dari asam amino: metionin, isoleusin, leusin, leusin, dan alanin.
Contoh ini menunjukkan “degenerasi” kode genetik, karena lebih dari satu kodon – dalam hal ini CUU dan UUG – mengkodekan untuk jenis asam amino yang sama. Ketika ribosom mendeteksi kodon stop di RNA messenger, translasi berakhir.
Ribosom memiliki situs A. dan situs P. Situs P. mendukung peptidyl-tRNA dan aminoasil-tRNA memasuki situs A.
Transfer RNA
Transfer RNA bertanggung jawab untuk mengangkut asam amino ke ribosom dan memiliki urutan pelengkap ke triplet. Ada RNA transfer untuk masing-masing dari 20 asam amino yang membentuk protein.
Langkah-langkah kimia sintesis protein:
Proses dimulai dengan aktivasi setiap asam amino dengan pengikatan ATP dalam kompleks adenosin monofosfat, melepaskan fosfat berenergi tinggi.
Langkah sebelumnya menghasilkan asam amino dengan energi berlebih dan penyatuan dengan masing-masing transfer RNA terjadi, untuk membentuk kompleks asam amino-tRNA. Di sinilah pelepasan adenosin monofosfat terjadi.
Dalam ribosom, RNA transfer memenuhi RNA messenger. Pada tahap ini urutan transfer atau antikodon RNA berhibridisasi dengan kodon atau triplet RNA messenger. Ini mengarah pada penyelarasan asam amino dengan urutan yang tepat.
Enzim peptidyl transferase bertugas mengkatalisasi pembentukan ikatan peptida yang mengikat asam amino. Proses ini mengkonsumsi energi dalam jumlah besar, karena membutuhkan pembentukan empat ikatan energi tinggi untuk setiap asam amino yang bergabung dengan rantai.
Reaksi menghilangkan radikal hidroksil pada ujung COOH dari asam amino dan menghilangkan hidrogen pada ujung NH2 dari asam amino lainnya. Daerah reaktif dari dua asam amino bergabung dan menciptakan ikatan peptida.
Ribosom dan antibiotik
Karena sintesis protein adalah peristiwa yang sangat diperlukan bagi bakteri, antibiotik tertentu menargetkan ribosom dan berbagai tahap proses penerjemahan.
Misalnya, streptomisin berikatan dengan subunit kecil untuk mengganggu proses penerjemahan, menyebabkan kesalahan dalam membaca RNA messenger.
Antibiotik lain, seperti neomisin dan gentamisin, juga dapat menyebabkan kesalahan penerjemahan, digabungkan ke subunit kecil.
Jenis ribosom
Ribosom pada prokariota
Bakteri, seperti E. coli, memiliki lebih dari 15.000 ribosom (dalam proporsi ini sama dengan hampir seperempat dari berat kering sel bakteri).
Ribosom pada bakteri memiliki diameter sekitar 18 nm dan terdiri dari 65% RNA ribosom dan hanya 35% protein dari berbagai ukuran, antara 6.000 dan 75.000 kDa.
Subunit besar disebut 50S dan 30S kecil, yang bergabung membentuk struktur 70S dengan massa molekul 2,5 × 10^6 kDa.
Subunit 30S memanjang dan tidak simetris, sedangkan 50S lebih tebal dan lebih pendek.
Subunit E. coli kecil terdiri dari 16S RNA ribosom (1542 basis) dan 21 protein dan dalam subunit besar adalah 23S RNA ribosom (2904 basis), 5S (1542 basis) dan 31 protein. Protein yang menyusunnya adalah basa dan jumlahnya bervariasi sesuai dengan strukturnya.
Molekul RNA ribosom, bersama dengan protein, dikelompokkan ke dalam struktur sekunder yang serupa dengan jenis RNA lainnya.
Ribosom pada eukariota
Ribosom dalam eukariota (80S) lebih besar, dengan kandungan RNA dan protein yang lebih tinggi. RNA lebih panjang dan disebut 18S dan 28S. Seperti pada prokariota, komposisi ribosom didominasi oleh RNA ribosom.
Dalam organisme ini, ribosom memiliki massa molekul 4,2 × 106 kDa dan terurai menjadi subunit 40S dan 60S.
Subunit 40S mengandung molekul RNA tunggal, 18S (1874 basa) dan sekitar 33 protein. Demikian pula, subunit 60S berisi RNA 28S (4.718 basis), 5.8S (160 basis) dan 5S (120 basis). Selain itu, terdiri dari protein dasar dan protein asam.
Ribosom pada archaea
Archaea adalah sekelompok organisme mikroskopis yang menyerupai bakteri, tetapi mereka berbeda dalam banyak karakteristik sehingga mereka membentuk domain terpisah. Mereka hidup di lingkungan yang beragam dan mampu menjajah lingkungan yang ekstrem.
Jenis ribosom yang ditemukan di archaea mirip dengan ribosom organisme eukariotik, meskipun mereka juga memiliki karakteristik tertentu dari ribosom bakteri.
Ini memiliki tiga jenis molekul RNA ribosom: 16S, 23S dan 5S, ditambah dengan 50 atau 70 protein, tergantung pada spesies penelitian. Mengenai ukurannya, ribosom arkaea lebih dekat dengan bakteri (70S dengan dua subunit 30S dan 50S) tetapi dalam hal struktur primer mereka lebih dekat dengan eukariota.
Karena archaea biasanya menghuni lingkungan dengan suhu tinggi dan konsentrasi garam tinggi, ribosom mereka sangat tahan.
Koefisien sedimentasi
S atau Svedbergs, mengacu pada koefisien sedimentasi partikel. Ini menyatakan hubungan antara kecepatan sedimentasi konstan antara percepatan yang diterapkan. Ukuran ini memiliki dimensi waktu.
Perhatikan bahwa Svedbergs tidak aditif, karena mereka memperhitungkan massa dan bentuk partikel. Untuk alasan ini, pada bakteri ribosom yang terdiri dari subunit 50S dan 30S tidak menambahkan 80S, demikian juga subunit 40S dan 60S tidak membentuk ribosom 90S.
Sintesis ribosom
Semua mesin seluler yang diperlukan untuk sintesis ribosom terletak di nukleolus, daerah padat dari nukleus yang tidak dikelilingi oleh struktur membran.
Nukleolus adalah struktur variabel tergantung pada jenis sel: itu besar dan mencolok dalam sel dengan kebutuhan protein tinggi dan itu adalah daerah yang hampir tak terlihat dalam sel yang mensintesis sejumlah kecil protein.
Pemrosesan RNA ribosom terjadi di daerah ini, di mana berpasangan dengan protein ribosom dan menimbulkan produk kondensasi granular, yang merupakan subunit imatur yang membentuk ribosom fungsional.
Subunit diangkut di luar nukleus – melalui pori-pori nuklir – ke sitoplasma, di mana mereka dirangkai menjadi ribosom matang yang dapat memulai sintesis protein.
Gen dari RNA ribosom
Pada manusia, gen yang mengkode RNA ribosom ditemukan pada lima pasang kromosom spesifik: 13, 14, 15, 21, dan 22. Karena sel membutuhkan sejumlah besar ribosom, gen ditemukan berulang beberapa kali pada kromosom ini. .
Gen nukleolus mengkode RNA ribosom 5.8S, 18S, dan 28S dan ditranskripsi oleh RNA polimerase menjadi transkrip prekursor 45S. 5S RNA ribosom tidak disintesis dalam nukleolus.
Asal dan evolusi
Ribosom modern pasti muncul pada saat LUCA, leluhur bersama universal terakhir, mungkin di dunia RNA hipotetis. Transfer RNA diusulkan sebagai pusat evolusi ribosom.
Struktur ini dapat muncul sebagai suatu kompleks dengan fungsi-fungsi yang dapat bereplikasi sendiri yang kemudian memperoleh fungsi-fungsi untuk sintesis asam amino. Salah satu fitur RNA yang paling menonjol adalah kemampuannya untuk mengkatalisasi replikasi sendiri.