Función de los Ribosomas: ¿Cuál es?, estructura, características, y más

La función de los ribosomas es actuar como una estructura celular que principalmente produce proteínas. La proteína es necesaria para diversas funciones celulares, como reparar daños o dirigir procesos químicos. Los ribosomas se pueden hallar flotando dentro del citoplasma o unidos al retículo endoplásmico. Si deseas conocer más acerca de este interesante tema, continua leyendo este articulo…

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¿Cuál es la Función de los Ribosomas?

La función principal de un ribosoma en cualquier célula es producir proteínas. Las proteínas se utilizan en casi todas las funciones celulares; como catalizadores apresuran el tiempo de las reacciones, como fibras brindan apoyo, y diversas proteínas trabajan en tareas específicas, como contraer células musculares. Todas las proteínas empiezan como ácido desoxirribonucleico o ADN.

Una proteína específica, la ARN polimerasa, es una enzima que reconoce secuencias en el ADN, se acopla a ellas con la ayuda de otras proteínas y forma una nueva molécula de información que puede viajar desde el núcleo al citosol de la celda. La cadena de ácido ribonucleico (ARN) originada por la ARN polimerasa se procesa en su salida del núcleo, y se descartan las áreas del ARN que no codifican proteínas. (Ver articulo: Función del Sistema Nervioso)

La molécula ahora se conoce como un ARN mensajero o ARNm. Cada ARNm está constituido por 4 bases nucleicas distintas, conocidas como ácidos nucleicos. Los pares de bases se “leen” en series de tres, formando codones. Cada codón define un aminoácido específico. Toda la vida en la Tierra utiliza los mismos 20 aminoácidos, y los codones empleados para llamar a esos aminoácidos son casi universales.

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El codón que inicia todas las proteínas es el “AUG”. Esto representa la secuencia de bases nucleicas: adenina, uracilo y guanina, correspondientemente. Una molécula de ARN especial que puede unirse a los aminoácidos, conocida como ARN de transferencia o ARNt, reconoce esta secuencia y se adhiere a ella. Este ARNt específico lleva un aminoácido metionina. Dependiendo de la proteína que se está construyendo, el próximo aminoácido podría ser cualquiera de los veinte.

Aquí es donde entra el ribosoma. Al reconocer la estructura del ARNm unido a un ARNt, las dos subunidades del ribosoma se pueden combinar para empezar a sintetizar proteínas a partir de la cadena del ARNm. El ribosoma opera como un gran catalizador, estableciendo enlaces peptídicos entre los aminoácidos. El ARNt usado se libera de nuevo en el citosol para que pueda unirse a otro aminoácido. Eventualmente, el ARNm mostrará un codón al ribosoma. Las proteínas especiales aislarán la cadena de aminoácidos del último ARNt y la proteína se liberará.

Diferentes proteínas demandan diferentes modificaciones y transporte a diferentes áreas de la célula antes de que puedan funcionar. Un ribosoma incorporado al retículo endoplásmico, por ejemplo, depositará la proteína recién creada en el interior, donde se puede modificar y plegar apropiadamente. Otras proteínas se forman directamente en el citosol, donde pueden empezar a actuar como catalizadores para diversas reacciones.

Los ribosomas crean todas estas proteínas que las células requieren, lo cual es mucho. Por peso celular, las proteínas constituyen alrededor del 20 por ciento. Una célula promedio puede tener 10.000 proteínas diferentes, con un promedio de un millón de copias de cada una. Esa es una gran cantidad de proteínas que se deben sintetizar, por lo que el ribosoma ha avanzado para ser una máquina eficiente y veloz.

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En promedio, los ribosomas pueden añadir 3 a 5 aminoácidos por segundo a una cadena de proteína. Dado que la proteína más grande conocida, la titina, posee alrededor de 30.000 aminoácidos, solo se requiere un ribosoma de 2 a 3 horas para sintetizarse. Las proteínas cortas, de sólo unos pocos cientos de aminoácidos, se pueden sintetizar en minutos.

Una vez formados, los ribosomas no se pueden cerrar. Tan pronto como un ARNt se ha unido a un ARNm, se unen con la ayuda de muchas otras proteínas, y se inicia el proceso de síntesis de proteínas. Los virus se han aprovechado de este hecho. Un virus es una pequeña cadena de ADN o ARN que se replica al apropiarse de la maquinaria normal de una célula, incluidos los ribosomas.

El virus manipula los ribosomas de una célula para crear las proteínas necesarias para replicar su genoma y encapsularse para que pueda abandonar la célula. Cuando un virus introduce su genoma en una célula, la molécula se trata igual como si la célula lo hubiera formado. Si el virus está basado en el ADN, el ADN se abre paso en el núcleo, donde las proteínas de la célula lo transforman en ARN, que se traduce por los ribosomas en proteínas.

Si el virus está basado en ARN, el ARN viral persevera en el citoplasma, donde puede interactuar solamente con los ribosomas, creando nuevas proteínas. De cualquier forma, el virus podrá crear todas las proteínas requeridas para replicar su genoma y empaquetar las copias en nuevas cápsulas de proteínas, capaces de viajar a una nueva célula huésped y propagar la enfermedad. Los ribosomas son una estructura celular que produce proteínas. La proteína es necesaria para diversas funciones celulares, como reparar daños o dirigir procesos químicos.

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Los ribosomas se pueden hallar flotando dentro del citoplasma o unidos al retículo endoplásmico. La ubicación de los ribosomas en una célula establece qué tipo de proteína produce. Si los ribosomas flotan libremente por toda la célula, producirá proteínas que se manejarán dentro de la célula. Cuando los ribosomas se unen al retículo endoplásmico, se lo conoce como retículo endoplásmico rugoso o ER rugoso. Las proteínas elaboradas en la ER rugosa se manejan para uso dentro de la célula o fuera de la célula.

Las proteínas son una parte esencial de todas las células. Tanto los eucariotas como los procariotas demandan proteínas para funcionar y realizar las actividades diarias. Por esta razón, los ribosomas son considerablemente importantes para la supervivencia de los seres vivos. Cuando se trata de las funciones primordiales de los ribosomas, asumen el papel de reclutar aminoácidos para formar proteínas particulares, que son significativas para completar las actividades de la célula.

Las principales funciones de los ribosomas las podemos resumir a continuación:

  • Ellos conectan aminoácidos para formar proteínas específicas, las proteínas son fundamentales para llevar a cabo actividades celulares.
  • El proceso de elaboración de proteínas, el ácido desoxirribonucleico produce ARNm por el proceso de traducción de ADN.
  • El mensaje genético del ARNm se traduce en proteínas durante la transcripción del ADN.
  • Las cadenas de ensamblaje de proteínas durante la síntesis de proteínas se definen en el ARNm.
  • El ARNm se sintetiza en el núcleo y se traslada al citoplasma para un proceso adicional de síntesis de proteínas.
  • En el citoplasma, las dos subunidades de los ribosomas están acopladas alrededor de los polímeros del ARNm; las proteínas se sintetizan luego con la ayuda del ARN de transferencia.
  • Las proteínas que son sintetizadas por los ribosomas presentes en el citoplasma se utilizan en el propio citoplasma. Las proteínas originadas por los ribosomas unidos se transportan fuera de la célula.

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Teniendo en cuenta su función principal en el desarrollo de proteínas, está claro que una célula no puede trabajar en ausencia de ribosomas. Aquellos que viven en el interior de bacterias, parásitos y diferentes criaturas, por ejemplo, criaturas de nivel microscópico y más bajo, son los llamados ribosomas procarióticos. Mientras que aquellos que viven dentro de los humanos y otros como criaturas de niveles superiores son los que llamamos ribosomas eucarióticos.

Las otras diferencias importantes entre estos dos tipos de ribosomas incluyen:

  • Los procariotas poseen ribosomas 70 S, hechos particularmente de una subunidad 30 S y una 50 S. Mientras que los eucariotas poseen ribosomas 80 S, hechos específicamente de una subunidad 40 S y 60 S.
  • Los ribosomas 70 S son respectivamente más pequeños que los 80 S mientras que los ribosomas 80 S son comparativamente más grandes que los ribosomas 70 S.
  • Los procariotas poseen una subunidad 30 S con una subunidad de ARN 16 S y comprenden 1540 nucleótidos adheridos a 21 proteínas. La subunidad 50 S se produce a partir de una subunidad de ARN 5 S que implica 120 nucleótidos, una subunidad de ARN 23S que posee 2900 nucleótidos y 31 proteínas.
  • Los eucariotas poseen una subunidad 40 S con ARN 18 S y además 33 proteínas y 1900 nucleótidos. La subunidad grande contiene 5 S RNA y también 120 nucleótidos, 4700 nucleótidos y además 28 S RNA, 5.8 S RNA, así como 160 nucleótidos subunidades y 46 proteínas.
  • Las células eucariotas poseen mitocondrias y cloroplastos como orgánulos y esos orgánulos igualmente tienen ribosomas 70 S. Por lo tanto, las células eucariotas poseen diferentes tipos de ribosomas, entre 70 S y 80 S, mientras que las células procariotas solo poseen ribosomas 70 S.

Características de los ribosomas

Los ribosomas son pequeñas partículas en la célula que efectúan un proceso llamado síntesis de proteínas que básicamente crea todas las proteínas que requieren los aminoácidos. Poseen numerosas características y frecuentemente se los halla flotando en el citoplasma o unidos al retículo endoplásmico. Los ribosomas están constituidos de proteínas y ARN. (Ver articulo: Función del Sistema Digestivo)

Sus características principales incluyen dos sub-unidades, una grande y una pequeña, que son sintetizadas por el núcleo de la célula. Estas sub-unidades se acoplan cuando el ribosoma se une a un ARN mensajero (o ARNm) durante la síntesis de proteínas. Cuando se adhieren a una molécula de ARN de transferencia (o ARNt), los ribosomas ayudan a transcribir los genes de codificación de proteínas en ARNm a proteínas. Los ribosomas son orgánulos situados dentro del animal, las células humanas y las células vegetales.

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Están situados en el citosol, algunos unidos y flotando libremente hacia la membrana del retículo endoplásmico basto. Se manejan para decodificar el ADN (el ácido desoxirribonucleico) en proteínas y ningún ARNr está unido para siempre al RER, se liberan o se unen según lo indicado por el tipo de proteína que vienen a combinar. En una célula animal o humana, podría haber hasta 10 millones de ribosomas y muchos ribosomas se pueden vincular a la cadena de ARNm equivalente, esta estructura se conoce como un Polisoma.

Entre las características principales de los ribosomas podemos mencionar:

  • Típicamente ribosomas están formados por dos sub-unidades: una gran subunidad y una subunidad pequeña.
  • Las subunidades del ribosoma son sintetizadas por el
  • Las subunidades de los ribosomas se adhieren cuando los ribosomas se incrustan al ARN mensajero durante el proceso  de síntesis de proteínas.
  • Los ribosomas, junto con una molécula de ARN de transferencia (ARNt), ayudan a transcribir los genes codificantes de proteínas en ARNm a proteínas.

Estructura de los Ribosomas

Los ribosomas poseen una estructura increíblemente similar en todas las formas de vida. Los científicos atribuyen esto a que el ribosoma es una representación muy efectiva y eficiente de sintetizar proteínas. Así, al principio de la evolución de las numerosas formas de vida, el ribosoma se adoptó mundialmente como el método para traducir el ARN en proteínas. Los ribosomas por lo tanto cambian muy poco entre los distintos organismos.

Los ribosomas radican en una subunidad grande y pequeña, que se acoplan alrededor de una molécula de ARNm cuando posee lugar la traducción. Cada subunidad es una mezcla de proteínas y ARN, llamada ARN ribosomal (o ARNr). Este ARN existe en muchas cadenas de diferente longitud y está rodeado por las muchas proteínas que crean un ribosoma. El ARNr actúa tanto para afirmar el ARNm como para el ARNt en el ribosoma, y ​​como un catalizador para apresurar la formación de enlaces peptídicos entre los aminoácidos. (Ver articulo: función del estomago)

Los ribosomas están hechos de proteínas y ácido ribonucleico (simplificado como ARN), en cantidades casi iguales. Se conforma por dos secciones, conocidas como subunidades. La subunidad más pequeña es el lugar donde se une el mRNA y se decodifica, mientras que la subunidad más grande es el lugar donde se incluyen los aminoácidos. Ambas subunidades comprenden mecanismos de ácido ribonucleico y proteína y están vinculadas entre sí por las interacciones entre las proteínas en una subunidad y los ARNr en la otra subunidad.

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El ácido ribonucleico se adquiere del nucleolo, en el punto donde los ribosomas están situados en una célula. Esta pequeña subunidad, ayuda a conservar el ARNm en su lugar a medida que el ribosoma lo transforma en proteína. La subunidad más grande posee varios sitios implicados con diferentes partes del proceso de síntesis de proteínas. Cuando el ARNt se acopla por primera vez al ARNm, el sitio P puede unirse a estas moléculas. El sitio P lleva el nombre de la polimerización, o construcción de polímeros, que se origina allí.

Se producen cambios conformacionales en las proteínas del ribosoma, lo que hace que cambie de forma durante los distintos pasos de la síntesis de proteínas. A medida que se añaden aminoácidos a la cadena, los ARNt se mueven desde el sitio A, que es donde ingresan los nuevos aminoácidos con los ARNt, al sitio P, y posteriormente al sitio E, donde salen del ribosoma sin su aminoácido.

El ARNr que está relacionado con el ribosoma ayuda a unirse a los ARNt a medida que se mueven a través del ribosoma, y ​​se ha encontrado que ayuda a catalizar la formación de enlaces peptídicos. Este ARN se conoce como una ribozima, o catalizador de ARN. Una diferencia considerable entre los ribosomas procarióticos y eucariotas es el tamaño. Los ribosomas se miden en unidades Svedberg (Simplificado como S), que son una medida de cuánto tiempo tarda una molécula para acumularse fuera de solución en una centrífuga.

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Cuanto mayor sea el número, mayor será la molécula. Los ribosomas procariotas son usualmente 70 S, o unidades de Svedberg, y un ribosoma eucariota suele ser 80 S. Los ribosomas eucariotas son más grandes porque poseen más proteínas y más ARN. Los ribosomas procariotas poseen 3 moléculas de ARN, mientras que los ribosomas eucariotas poseen 4 moléculas de ARN. Las diferencias son ligeras, ya que los ribosomas de cada uno funcionan de la misma forma.

La ubicación de los ribosomas en una célula establece qué tipo de proteína produce. Si los ribosomas flotan libremente por toda la célula, originará proteínas que se utilizarán dentro de la célula. Cuando los ribosomas se adhieren al retículo endoplásmico, se lo conoce como retículo endoplásmico rugoso o ER rugoso. Las proteínas fabricadas en la ER rugosa se manejan para uso dentro de la célula o fuera de la célula. Podemos resumir la estructura de los ribosomas en los siguientes puntos:

  • Estan situados en dos zonas del citoplasma.
  • Se ven esparcidos en el citoplasma y unos pocos están enlazados al retículo endoplásmico.
  • Cuando se unen a la ER, se les llama retículo endoplásmico rugoso.
  • Los ribosomas libres y unidos poseen una estructura muy parecida y están relacionados con la síntesis de proteínas.

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  • Alrededor del 37 al 62% del ARN está formado de ARN y el resto son proteínas.
  • Los procariotas poseen subunidades ribosomas 70S, proporcionalmente, que comprenden la sub-unidad pequeña de 30S y la sub-unidad más grande de 50S.
  • Los eucariotas poseen ribosomas 80S que comprenden proporcionalmente subunidades pequeñas (de 40S) y sustanciales (de 60S).
  • Los ribosomas que se observan en los cloroplastos de las mitocondrias de los eucariotas están compuestos por subunidades grandes y pequeñas compuestas de proteínas dentro de una partícula 70S.
  • Comparta una estructura central que sea muy similar a todos los ribosomas a pesar de los cambios en su tamaño.
  • El ARN está dispuesto en diferentes estructuras terciarias.
  • El ARN en los ribosomas más grandes se hallan en numerosas infusiones continuas, ya que forman bucles fuera del centro de la estructura sin alterarlo ni afectarlo.
  • El contraste entre los eucariotas y las bacterias se utiliza para originar antibióticos que pueden destruir la enfermedad bacteriana sin perjudicar las células humanas.

Función de los ribosomas en la célula

Las células requieren producir proteínas. Las enzimas hechas de proteínas se manejan para ayudar a acelerar los procesos biológicos. Otras proteínas apoyan las funciones celulares y se hallan incrustadas en las membranas. Las proteínas inclusive componen la mayor parte de tu cabello. Cuando una célula requiere producir proteínas, busca los ribosomas. Los ribosomas son los constructores de proteínas o los sintetizadores de proteínas de la célula. Son como tipos de construcción que ensamblan un aminoácido a la vez y construyen cadenas largas.

Los ribosomas son especiales porque se hallan tanto en procariotas como en eucariotas. Mientras que una estructura como un núcleo solo se halla en los eucariotas, cada célula requiere ribosomas para fabricar proteínas. Como no hay orgánulos unidos a la membrana en los procariotas, los ribosomas flotan libres en el citosol. Los ribosomas se hallan en muchos lugares alrededor de una célula eucariota.

Esos ribosomas flotantes originan proteínas que se utilizarán dentro de la célula. Otros ribosomas se hallan en el retículo endoplásmico. El retículo endoplásmico con ribosomas unidos se designa como ER rugoso y este se ve irregular bajo un microscopio.

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Los ribosomas unidos producen proteínas que se utilizarán dentro de la célula y las proteínas creadas para la exportación fuera de la célula. Asimismo hay ribosomas unidos a la envoltura nuclear. Esos ribosomas sintetizan proteínas que se liberan en el espacio perinuclear. Cuando la célula requiere producir una proteína, se crea ARNm en el núcleo. (Ver articulo: Función del Páncreas)

El ARNm se envía fuera del núcleo y hacia los ribosomas. Cuando es hora de hacer la proteína, las dos subunidades se juntan y se combinan con el ARNm. Las subunidades se fijan en el ARNm y empiezan la síntesis de proteínas. El proceso de hacer proteínas es muy simple, primero solo necesitas un aminoácido. Otro ácido nucleico que vive en la célula es el ARN de transferencia.

El ARNt está unido a los aminoácidos que flotan junto a la célula. Con las instrucciones de ofrecimiento de ARNm, el ribosoma se adhiere a un ARNt y extrae un aminoácido. El ARNt se libera de nuevo en la célula y se une a otro aminoácido. El ribosoma construye una larga cadena de aminoácidos, llamada polipéptidos, que eventualmente formará parte de una proteína más grande.

En la célula Vegetal

Las células vegetales poseen ribosomas y están compuestas de proteínas y ARN ribosomal. Los ribosomas en una célula vegetal se hallan en el citoplasma, la superficie del retículo endoplásmico rugoso, las mitocondrias y en los cloroplastos. En la célula vegeta existen dos tipos de ribosomas, los ribsomas libres y los ribosomas unidos.

Los ribosomas unidos están adheridos a la superficie del retículo endoplásmico y son el sitio para la síntesis de proteínas. La síntesis de proteínas asimismo se produce en los ribosomas libres. Los ribosomas son orgánulos celulares que radican en ARN y proteínas. Son responsables de acoplar las proteínas de la célula.

Dependiendo del nivel de producción de proteínas de una célula en particular, los ribosomas pueden sumar millones. Los ribosomas son los constructores de proteínas o los sintetizadores de proteínas de la célula. Son como tipos de construcción que ensamblan un aminoácido a la vez y construyen cadenas largas. Los ribosomas son especiales porque se hallan tanto en procariotas como en las eucariotas.

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Función de los Ribosomas en las plantas

En las plantas, los ribosomas se basan en tres moléculas de ARNr, codificadas por el genoma mitocondrial, y un vinculado indefinido de proteínas ribosómicas (mitoRPs), codificadas por genomas nucleares y orgánulos. Presentemente no existe una caracterización funcional y estructural definida del aparato de traducción mitocondrial en plantas. En ciertas especies de plantas, la presencia de pequeñas familias de genes de mitoRPs cuyos miembros se han desviado funcionalmente ha llevado a la proposición de la heterogeneidad de los ribosomas.

Esta hipótesis apoya una constitución dinámica de los ribosomas. La información sobre los efectos de la función dañada de mitoRPs en el desarrollo de la planta es considerablemente escasa. No obstante, diferentes trabajos han publicado recientemente la caracterización fenotípica y molecular de mutantes de plantas afectadas en mitoRPs que manifiestan alteraciones en aspectos específicos del desarrollo, como la embriogénesis, la morfogénesis de la hoja o la formación de tejidos reproductivos.

Algunos de estos resultados estarían en línea con la hipótesis del filtro ribosomal, que plantea que los ribosomas, además de ser la maquinaria responsable de la traducción, igualmente pueden regular la expresión génica. Esta revisión describe los efectos fenotípicos sobre el desarrollo de las plantas mostrados por los mutantes especificados hasta la fecha que son defectuosos en los genes que codifican mitoRPs.

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La especificación de las funciones de mitoRPs de la planta suministrará una mejor comprensión de los mecanismos que controlan la expresión génica de los orgánulos y su contribución al crecimiento de las plantas y la morfogénesis. La gran parte de las proteínas ribosómicas son fundamentales para la traducción. No obstante, algunas proteínas ribosómicas del cloroplasto son prescindibles.

Las proteínas ribosómicas no fundamentales se especularon para regular la traducción, no obstante, sus verdaderas funciones moleculares son desconocidas. Además, los ARNt son componentes fundamentales de la maquinaria de traducción, que funcionan como un enlace físico entre el ARNm y el polipéptido naciente. La funcionalidad de los genes está fijada por su expresión en proteínas. La expresión génica es un proceso de diversos pasos, pero hasta ahora los análisis profundos de la expresión génica se han centrado primariamente en las mediciones de la dinámica transcripcional.

No obstante, se produce una regulación formidable a nivel de la traducción. Los avances técnicos recientes nos permiten estudiar la dinámica de la traducción a escala del genoma y en muy alta resolución. Por lo tanto, el objetivo actual es comprender la conducta de los ribosomas de las células vegetales, los mecanismos de biosíntesis de proteínas y la contribución de la regulación de la traducción a la dinámica en la expresión génica.

Curiosamente, los plastos no codifican el conjunto completo de ARNt. Además, se manifestó que cinco ARNt en plastos de tabaco no son fundamentales. Por perfiles de ribosomas se ha analizado la traducción en mutantes de proteínas ribosomales no esenciales y ARNt. Por lo tanto, la misión actual es comprender cómo un conjunto de ARNt alterado influye en las características de la traducción y cómo las proteínas ribosómicas no esenciales pueden variar la actividad de la traducción.

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