Ribosomes - Les constructeurs de protéines d'une cellule

Il existe deux principaux types de cellules: les cellules procaryotes et eucaryotes. Les ribosomes sont des organites cellulaires constitués d'ARN et de protéines. Ils sont responsables de l'assemblage des protéines de la cellule. Selon le niveau de production de protéines d'une cellule particulière, les ribosomes peuvent compter des millions.

Points clés à retenir: Ribosomes

• Les ribosomes sont des organites cellulaires qui fonctionnent dans la synthèse des protéines. Les ribosomes des cellules végétales et animales sont plus gros que ceux des bactéries.
• Les ribosomes sont composés d'ARN et de protéines qui forment des sous-unités de ribosomes: une grande sous-unité de ribosome et une petite sous-unité. Ces deux sous-unités sont produites dans le noyau et s'unissent dans le cytoplasme lors de la synthèse des protéines.
• Les ribosomes libres se trouvent en suspension dans le cytosol, tandis que les ribosomes liés sont attachés au réticulum endoplasmique.
• Les mitochondries et les chloroplastes sont capables de produire leurs propres ribosomes.

Caractéristiques distinctives

Structure d'un ribosome. Interaction d'un ribosome avec l'ARNm. ttsz / iStock / Getty Images Plus

Les ribosomes sont généralement composés de deux sous-unités: a grande sous-unité et un petite sous-unité. Les ribosomes eucarotiques (80S), tels que ceux des cellules végétales et des cellules animales, sont de plus grande taille que les ribosomes procaryotes (70S), tels que ceux des bactéries. Les sous-unités ribosomales sont synthétisées dans le nucléole et traversent la membrane nucléaire vers le cytoplasme à travers les pores nucléaires.

Les deux sous-unités ribosomales se rejoignent lorsque le ribosome se fixe à l'ARN messager (ARNm) pendant la synthèse des protéines. Les ribosomes ainsi qu'une autre molécule d'ARN, l'ARN de transfert (ARNt), aident à traduire les gènes codant les protéines dans l'ARNm en protéines. Les ribosomes relient les acides aminés ensemble pour former des chaînes polypeptidiques, qui sont encore modifiées avant de devenir des protéines fonctionnelles.

Emplacement dans la cellule

Les ribosomes peuvent être trouvés attachés au réticulum endoplasmique ou libres dans le cytoplasme. ttsz / iStock / Getty Images Plus

Il y a deux endroits où les ribosomes existent couramment au sein d'une cellule eucaryote: suspendus dans le cytosol et liés au réticulum endoplasmique. Ces ribosomes sont appelés ribosomes libres et ribosomes liés respectivement. Dans les deux cas, les ribosomes forment généralement des agrégats appelés polysomes ou polyribosomes lors de la synthèse des protéines. Les polyribosomes sont des grappes de ribosomes qui se fixent à une molécule d'ARNm pendant la synthèse des protéines. Cela permet de synthétiser simultanément plusieurs copies d'une protéine à partir d'une seule molécule d'ARNm.

Les ribosomes libres produisent généralement des protéines qui fonctionneront dans le cytosol (composant liquide du cytoplasme), tandis que les ribosomes liés produisent généralement des protéines qui sont exportées de la cellule ou incluses dans les membranes de la cellule. Chose intéressante, les ribosomes libres et les ribosomes liés sont interchangeables et la cellule peut changer leur nombre en fonction des besoins métaboliques.

Les organites tels que les mitochondries et les chloroplastes dans les organismes eucaryotes ont leurs propres ribosomes. Les ribosomes de ces organites ressemblent davantage aux ribosomes trouvés dans les bactéries en ce qui concerne la taille. Les sous-unités comprenant des ribosomes dans les mitochondries et les chloroplastes sont plus petites (30S à 50S) que les sous-unités de ribosomes trouvées dans le reste de la cellule (40S à 60S).

Assemblage des ribosomes et des protéines

Les ribosomes interagissent avec l'ARNm pour produire des protéines dans un processus appelé traduction. ttsz / iStock / Getty Images Plus

La synthèse des protéines se produit par les processus de transcription et de traduction. En transcription, le code génétique contenu dans l'ADN est transcrit en une version ARN du code appelé ARN messager (ARNm). La transcription d'ARNm est transportée du noyau au cytoplasme où elle subit une traduction. En traduction, une chaîne d'acides aminés en croissance, également appelée chaîne polypeptidique, est produite. Les ribosomes aident à traduire l'ARNm en se liant à la molécule et en reliant les acides aminés ensemble pour produire une chaîne polypeptidique. La chaîne polypeptidique devient finalement une protéine pleinement fonctionnelle. Les protéines sont des polymères biologiques très importants dans nos cellules car elles sont impliquées dans pratiquement toutes les fonctions cellulaires.

Il existe certaines différences entre la synthèse des protéines chez les eucaryotes et les procaryotes. Étant donné que les ribosomes eucaryotes sont plus grands que ceux des procaryotes, ils nécessitent plus de composants protéiques. D'autres différences incluent différentes séquences d'aminoacides initiateurs pour démarrer la synthèse des protéines ainsi que différents facteurs d'allongement et de terminaison.

Structures des cellules eucaryotes

Ceci est un schéma d'une cellule animale. colematt / iStock / Getty Images Plus 

Les ribosomes ne sont qu'un type d'organite cellulaire. Les structures cellulaires suivantes peuvent également être trouvées dans une cellule eucaryote animale typique:

• Centrioles - aider à organiser l'assemblage des microtubules.
• Chromosomes - ADN cellulaire maison.
• Cilia et Flagella - aide à la locomotion cellulaire.
• Membrane cellulaire - protège l'intégrité de l'intérieur de la cellule.
• Réticulum endoplasmique - synthétise les glucides et les lipides.
• Complexe Golgi - fabrique, stocke et expédie certains produits cellulaires.
• Lysosomes - digèrent les macromolécules cellulaires.
• Mitochondries - fournir de l'énergie à la cellule.
• Noyau - contrôle la croissance et la reproduction des cellules.
• Peroxysomes - détoxifient l'alcool, forment de l'acide biliaire et utilisent de l'oxygène pour décomposer les graisses.

Sources

• Berg, Jeremy M. "La synthèse des protéines eucaryotes diffère de la synthèse des protéines procaryotes principalement dans l'initiation de la traduction." Biochimie. 5e édition., Bibliothèque nationale de médecine des États-Unis, 2002, www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22531/#_ncbi_dlg_citbx_NBK22531.
• Wilson, Daniel N et Jamie H Doudna Cate. "La structure et la fonction du ribosome eucaryote." Perspectives de Cold Spring Harbor en biologie vol. 4,5 a011536. doi: 10.1101 / cshperspect.a011536