Eukariotski ribosom (80S)

[thumb|Prikaz [kristalna struktura|kristalne structure: **Eukariotski ribosom**:  Podjedinica 40S je lijevo, podjedinica 60S desno. Jezgro ribosomske RNK (rRNK) je predstavljeno kao siva cijev, segmenti ekspanzije su prikazani crvenom bojom. Univerzalno konzervirani proteini su prikazani plavom bojom. Ovi proteini imaju homologe kod eukariota, arheja i bakterija. Proteini koje dijele samo eukarioti i arheje prikazani su narandžastom bojom, a proteini specifični za eukariote prikazani su crvenom bojom. PDB identifikatori 4a17, 4A19, 2XZM poravnati su sa 3U5B, 3U5C, 3U5D, 3U5E]]
	
Ribosomi su velika i složena molekularna mašina koja katalizira sintezu proteina, poznatu kao translacija. Ribosom odabira aminoacilirane transferne RNK (tRNK), na osnovu sekvence proteina koji kodira informacijsku RNK (iRNK) i kovalentno povezuje aminokiseline u polipeptidni lanac.

Ribosomi svih organizama dijele visoko konzervirani katalitski centar. Međutim, ribosomi eukariota (životinja, biljaka, gljiva i velikog broja jednoćelijskih organizama, svi sa jedrom) su mnogo veći od prokariotskih (bakterijal i arhejal) ribosoma i podložni su složenijoj regulaciji i putevima biogeneze.
**Eukariotski ribosomi** su također poznati kao **80S** ribosomi, što se odnosi na njihove koeficijent sedimentacije u Svedberg jedinicama, jer se sedimentiraju brže od prokariotskih (70S) ribosoma. Eukariotski ribosomi imaju dvije nejednake podjedinice, označene kao mala podjedinica (40S) i velika podjedinica (60S) prema njihovim koeficijentima sedimentacije. Obje podjedinice sadrže desetine ribosomskih proteina raspoređenih na skeli sastavljenoj od ribosomske RNK (rRNK). Mala podjedinica prati komplementarnost između tRNK antikodona i iRNK, dok velika podjedinica katalizira formiranje peptidne veze.

## Sastav
U poređenju sa svojim prokariotskim homolozima, mnogi eukariotski ribosomski proteini su uvećani insercijama ili ekstenzijama u konzervirano jezgro. Nadalje, nekoliko dodatnih proteina se nalazi u malim i velikim podjedinicama eukariotskih ribosoma, koje nemaju prokariotske homologe.
Podjedinica 40S sadrži 18S ribosomsku RNK (skraćeno 18S rRNA), koja je homologna prokariotskoj 16S rRNA. Podjedinica 60S sadrži 28S rRNA koja je homologna prokariotskoj 23S ribosomsku RNK. Osim toga, sadrži 5.8S rRNA koja odgovara 5' kraju 23S rRNA i kratku 5S rRNA.
I 18S i 28S imaju višestruke insercije u nabor jezgra rRNA svojih prokariotskih pandana, koje se nazivaju ekspanzijski segmenti. Za detaljan popis proteina, uključujući arhealne i bakterijske homologe, molimo pogledajte odvojene članke o podjedinicama 40S i 60S. Nedavna istraživanja ukazuju na heterogenost u sastavu ribosoma, tj. da stehiometrija među osnovnim ribosomskim proteinima u divljim vrstama kvasnih ćelija i embrionskim matičnim ćelijama zavisi i od uslova rasta i od broja ribosoma vezanih po iRNK.

## Određivanje strukture
Početne strukture eukariotskih ribosoma određene su elektronskom mikroskopijom.
Prve 3D strukture dobijene su pri rezoluciji od 30–40 Å za kvaščeve I sisarske ribosome.
 
Strukture veće rezolucije ribosoma kvasca pomoću krioelektronske mikroskopija omogućile su identifikaciju strukturnih elemenata proteina i RNK.

Zatim su dobijene strukture sa subnanometarskom rezolucijom za komplekse ribosoma i faktora uključenih u translaciju.
Nakon određivanja prve bakterijske  i  arhejskestrukture ribosoma pri atomskoj rezoluciji 1990-ih, trebalo je još jedno desetljeće dok 2011. godine nisu dobivene strukture visoke rezolucije eukariotskih ribosoma pomoću rendgenske kristalografije, uglavnom zbog poteškoća u dobivanju kristala dovoljnog kvaliteta.
Kompletna struktura eukariotske 40S ribosomske strukture kod *Tetrahymena thermophila* objavljena je i opisana, kao i mnogo toga o interakciji 40S podjedinice sa eIF1 tokom inicijacije translacije. Struktura male podjedinice može se podijeliti na dva velika segmenta, glavu i tijelo. Karakteristične osobine tijela uključuju lijevo i desno stopalo, rame i platformu. Glava ima šiljastu izbočinu koja podsjeća na ptičji kljun. U karakterističnom "izgledu krune" velike podjedinice, strukturne znamenitosti uključuju centralnu izbočinu, L1- i P-peteljiku.
Većina eukariotski specifičnih RNK i proteinskih elemenata nalazi se na stranama 40S 

### Aktivno mjesto
Poređenja između bakterijskih, arhejskih i eukariotskih ribosomskih struktura otkrivaju vrlo visok stepen konzerviranosti u području aktivnog mjesta — centra peptidil-transferaze (PTC). Nijedan od proteinskih elemenata specifičnih za eukariote nije dovoljno blizu da bi direktno učestvovao u katalizi. Konkretno, C-terminalni nastavak 60S proteina RPL19 interraguje sa ES6E 40S rRNK, a C-terminalni nastavak 60S proteina RPL24 interraguje sa 40S rpS6 i rRNK heliksom h10. Štaviše, ekspanzijski segmenti 60S ES31 i ES41 interraguju sa rpS3A(S1) i rpS8 40S podjedinice, a osnovni peptid RPL41 od 25 aminokiselina pozicioniran je na granici podjedinice u 80S ribosomu, interragujući sa rRNK elementima obje podjedinice.). Ribosomski protein eS6 nalazi se na desnom dnu podjedinice 40S 

## Funkcionalni aspekti
### Inicijacija translacije
Sinteza proteina je prvenstveno regulisana u fazi inicijacije translacije. Kod eukariota, kanonski put inicijacije zahtijeva najmanje 12 proteinskih faktora inicijacije, od kojih su neki i sami veliki kompleksi. Strukture kompleksa 40S:eIF1  Razjašnjenje interakcija između eukariotskog ribosoma i inicijacijskih faktora na atomskom nivou je ključno za mehanističko razumijevanje regulatornih procesa, ali predstavlja značajan tehnički izazov zbog inherentne dinamike i fleksibilnosti inicijacijskih kompleksa. Prva struktura sisarskog preinicijacijskog kompleksa urađena je krioelektronskom mikroskopijom. Ubrzo su uslijedile i druge strukture inicijacijskih kompleksa, potaknute tehničkim poboljšanjima krio-EM tehnologije. Te strukture će pomoći u boljem razumijevanju procesa inicijacije translacije kod eukariota.

### Regulatorne uloge ribosomskih proteina
Nedavni genetički dokazi su interpretirani tako da sugeriraju da pojedinačni proteini eukariotskog ribosoma direktno doprinose regulaciji translacije. Međutim, ovo tumačenje je kontroverzno i neki istraživači su predložili da genetičke promjene gena ribosomskih proteina indirektno utiču na ukupan broj ribosoma ili procese njihove biogeneze.

### Translokacija i ciljanje proteina
Da bi vršili svoje funkcije u ćeliji, novosintetizirani proteini moraju biti usmjereni na odgovarajuću lokaciju u ćeliji, što se postiže sistemima ciljanja i translokacije proteina. Rastući polipeptid napušta ribosom kroz uski tunel u velikoj podjedinici. Regija oko izlaznog tunela 60S podjedinice vrlo je slična bakterijskim i arhealnim 50S podjedinicama. Dodatni elementi su ograničeni na drugi sloj proteina oko izlaza tunela, moguće zbog konzerviranih interakcija s komponentama translokacijskog mehanizma.

### Ribosomske bolesti i rak
Ribosomopatije su kongenitalne ljudske bolesti koje nastaju zbog defekata u genima ribosomskih proteina ili rRNK, ili drugih gena čiji su produkti uključeni u biogenezu ribosoma. Primjeri uključuju X-vezanu *dyskeratosis congenita* (X-DC), Diamond–Blackfanovu anemiju, Treacher Collinsov sindrom (TCS) i Shwachman–Bodian–Diamondov sindrom (SBDS).

### Terapijske mogućnosti
Ribosom je istaknuta meta lijekova za antibakterijske lijekove, koji ometaju translaciju u različitim fazama elongacijskog ciklusa Većina klinički relevantnih translacijskih spojeva su inhibitori bakterijske translacije, ali inhibitori eukariotske translacije mogu imati i terapijski potencijal za primjenu u antikancerskoj ili antigljivičnoj emoterapiji. Inhibitori elongacije pokazuju antitumorsku aktivnost *in vivo* i *in vitro*. Jedan toksični inhibitor eukariotskog produžavanja translacije je glutarimid,  antibiotic cikloheksimid (CHX), koji je kokristaliziran s eukariotskom  podjedinicom 60S  i veže se na mjesto E-ribosoma. Strukturna karakterizacija eukariotskog ribosoma  može omogućiti upotrebu metoda zasnovanih na strukturi za dizajniranje novih antibakterijskih sredstava, pri čemu se razlike između eukariotskih i bakterijskih ribosoma mogu iskoristiti za poboljšanje selektivnosti lijekova i time smanjenje neželjenih efekata.

## Mehanizam formiranja
Eukariotski ribosomi se proizvode i sastavljaju u jedarcetu. Ribosomski proteini ulaze u nukleolus i kombiniraju se s četiri lanca rRNK, kako bi stvorili dvije ribosomske podjedinice (jednu malu i jednu veliku) koje će činiti kompletan ribosom. Ribosomske jedinice napuštaju jedro kroz jedarne pore i ujedinjuju se jednom u citoplazmi radi sinteze proteina.

## Reference
## Napomene
* 
* 
* 

Kategorija:Ribosomska RNK
Kategorija:RNK
Kategorija:Ribosomi