Constante de sedimentación (valor S)
En bioquímica, para describir las características de los ribosomas y sus subunidades, se utiliza tradicionalmente el valor S, nombrado en honor al físico-químico sueco Theodor Svedberg.
Este indicador no es una simple medida de peso o tamaño. Caracteriza la velocidad de sedimentación de los complejos moleculares y subunidades durante el ultracentrifugado. Cabe recordar la regla básica: el valor de Svedberg es directamente proporcional a la masa molecular de las partículas estudiadas. Cuanto más masiva es la partícula, más rápido sedimenta en el fondo del tubo bajo la acción de las fuerzas centrífugas y mayor es su valor S.
Características de los ribosomas eucariotas (80S)
Los ribosomas de las células eucariotas tienen una constante de sedimentación de 80S. Al igual que cualquier otro ribosoma, tienen una naturaleza disociable y constan de dos partes desiguales: la subunidad grande y la pequeña.
- Subunidad grande (60S): Es un complejo masivo que incluye tres tipos de ARN ribosomal (ARNr) a la vez. Sus constantes de sedimentación son 5S, 5,8S y 28S. Además de los ácidos nucleicos, la subunidad grande incluye un importante aparato proteico: aproximadamente 50 tipos diferentes de proteínas.
- Subunidad pequeña (40S): Se diferencia por una estructura más compacta. En su base se encuentra una sola molécula de ARNr con una constante de sedimentación de 18S. La composición proteica también es más modesta y cuenta con unos 33 tipos de proteínas.
Precisamente el trabajo coordinado de estas dos subunidades asegura la lectura precisa de la información genética.
Ribosomas procariotas (70S) y sus diferencias
Las células procariotas están equipadas con ribosomas más ligeros con una constante de sedimentación de 70S. También están formados por dos partes: una subunidad grande 50S y una subunidad pequeña 30S.
A pesar de su propósito funcional general, los aparatos de traducción de eucariotas y procariotas tienen una serie de diferencias fundamentales. Los principales parámetros en los que se diferencian incluyen:
- Masa molecular de las subunidades: en los procariotas son significativamente más ligeras.
- Cantidad de ARNr: el conjunto de moléculas de ARN ribosomal varía.
- Masa del ARNr: los tamaños de las propias moléculas de ARN difieren.
- Cantidad y variedad de proteínas: el aparato eucariota es más complejo y rico en proteínas.
- Capacidad para unirse a ligandos específicos: esta diferencia fundamental se utiliza a menudo en farmacología, ya que las moléculas pueden actuar selectivamente sobre un tipo de ribosoma sin afectar al otro.
Polisomas (Polirribosomas)
Para optimizar y acelerar la síntesis de proteínas, la célula rara vez utiliza ribosomas individuales. Mucho más a menudo se forma un polisoma (o polirribosoma).
Un polisoma es un complejo dinámico que consta de una sola molécula de ARN mensajero (ARNm) y varios ribosomas a la vez que participan simultáneamente en el proceso de traducción, moviéndose uno tras otro como los vagones de un tren.
Organización estructural del polisoma:
- Cada ribosoma individual ocupa físicamente y blinda una región de ARNm de aproximadamente 80 nucleótidos de longitud.
- Para evitar que las máquinas moleculares interfieran entre sí durante el trabajo, se mantiene una distancia libre entre ellas. Los intervalos entre los ribosomas vecinos en el complejo son de unos 100 nucleótidos.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué tipos de ARNr forman parte del ribosoma procariota?
Las subunidades del ribosoma procariota (70S) incluyen los siguientes tipos de ARNr:
- La subunidad pequeña (30S) contiene el ARNr 16S.
- La subunidad grande (50S) contiene el ARNr 23S y el ARNr 5S.
¿Dónde se ensamblan las subunidades ribosomales en la célula eucariota?
La síntesis de ARNr y la formación (ensamblaje) de las subpartículas de los ribosomas eucariotas ocurren en el núcleo, específicamente en los nucléolos. En los nucléolos se forman las subunidades pequeña y grande, tras lo cual las subpartículas terminadas se transportan desde el núcleo hacia el citoplasma, donde, en presencia de ARNm, se unen para formar el ribosoma funcional 80S.
¿Qué antibióticos (ligandos específicos) inhiben selectivamente los ribosomas procariotas?
Los ribosomas procariotas son inhibidos selectivamente por los siguientes antibióticos:
- Los que actúan sobre la subunidad 30S:
- Aminoglucósidos: alteran irreversiblemente la unión del ARNt y la formación del complejo de iniciación.
- Tetraciclinas: bloquean reversiblemente la unión de un nuevo aminoacil-ARNt al sitio A.
- Los que actúan sobre la subunidad 50S:
- Macrólidos (por ejemplo, eritromicina): previenen la translocación.
- Cloranfenicol (levomicetina): bloquea la peptidil transferasa y la formación del enlace peptídico.
- Lincosamidas.
- Cetólidos.
- Linezolid.
- Otros grupos:
- Oxazolidinonas: bloquean la unión de las subunidades en el complejo 70S.
- Ácido fusídico: altera la elongación de la cadena peptídica.
Para no confundir las subunidades: en los eucariotas todos los números son pares (40S, 60S = 80S), mientras que en los procariotas son decenas impares (30S, 50S = 70S).
Preguntas de clases y exámenes
¿Qué es el valor S (Svedberg)?
Es un indicador que caracteriza la velocidad de sedimentación de las partículas moleculares durante la ultracentrifugación. Es directamente proporcional a la masa molecular de las subunidades.
¿Qué tipos de ARNr forman parte del ribosoma eucariota?
En la subunidad pequeña (40S) se encuentra el ARNr 18S. En la subunidad grande (60S) están presentes tres tipos: ARNr 5S, 5,8S y 28S.
¿Cómo se disponen los ribosomas sobre el ARNm formando parte de un polisoma?
Cada ribosoma ocupa una región de ARNm de unos 80 nucleótidos de longitud. Al mismo tiempo, el intervalo entre los ribosomas activos vecinos es de aproximadamente 100 nucleótidos.
Qué más repasar sobre el tema
- Funciones del ARNr (5S, 5,8S, 18S, 28S) en el proceso de traducción
- Ligandos específicos que se unen a los ribosomas procariotas
- Mecanismo de unión de las subunidades 40S y 60S
- Composición proteica detallada de las subunidades pequeña y grande
- Ensamblaje y funcionamiento del polisoma
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