1. Clasificación y localización
En las células animales se distinguen dos tipos principales de aparato de síntesis proteica. El primer tipo son los ribosomas mitocondriales, que se localizan exclusivamente dentro de las mitocondrias. Se diferencian notablemente del resto por su menor tamaño y su composición química distinta.
El segundo tipo, predominante, son los ribosomas citoplasmáticos, que se encuentran en gran cantidad en el citosol. A su vez, las estructuras citoplasmáticas se dividen en dos categorías:
- Libres — distribuidos en la hialoplasma y no asociados a estructuras membranosas.
- Unidos a membranas — fijados en la superficie externa de las membranas del retículo endoplásmico (RE).
Una aclaración importante es que los términos «libres» y «unidos a membranas» se aplican con mayor precisión no a partículas individuales, sino a sus grupos (polisomas).
2. Estructura química y biogénesis
Por su naturaleza físico-química, el ribosoma es una hebra ribonucleoproteica compactamente plegada. Este complejo consta de moléculas de ARN ribosómico (ARNr) y proteínas ribosómicas asociadas. En estado de reposo, cuando no hay síntesis, el orgánulo se encuentra en forma disociada.
En su estado funcionalmente ensamblado, el ribosoma consta de dos partes:
- Subunidad menor: incluye una molécula de ARNr y alrededor de treinta proteínas ribosómicas.
- Subunidad mayor: tiene una arquitectura más compleja, contiene tres moléculas de ARNr (una larga y dos cortas) y aproximadamente cuarenta y cinco proteínas.
El lugar de formación de estas estructuras son los nucléolos. Es allí donde se realiza la síntesis de ARNr y ocurre el ensamblaje inicial de las subunidades, tras lo cual se transportan desde el núcleo hacia el citoplasma.
3. Función y principio de funcionamiento
La función clave de los ribosomas es la realización de la traducción. El proceso comienza con la etapa de iniciación, cuando se forma un complejo activo sobre la molécula de ARN mensajero (ARNm). Primero, la subunidad menor se une al sitio inicial del ARNm de modo que el primer codón quede posicionado en el centro activo. A continuación, se une el ARN de transferencia (ARNt) iniciador, cargado con el primer aminoácido. Esta unión es estrictamente específica: el anticodón del ARNt es complementario al codón del ARNm. Finalmente, la subunidad mayor se une al complejo, cerrando el sistema activo.
Durante la elongación subsiguiente, el ribosoma se desplaza a lo largo de la cadena de ARNm. Al centro activo llegan nuevos ARNt con aminoácidos, se produce la interacción complementaria entre el codón y el anticodón, y el nuevo aminoácido se incorpora a la cadena polipeptídica en crecimiento.
4. Dinámica y tipos de polisomas
Tan pronto como la primera partícula se aleja del inicio del ARNm a una distancia suficiente, la siguiente se une inmediatamente al sitio de inicio liberado. Se forma un polisoma: un complejo de una molécula de ARNm, varios ribosomas y las cadenas peptídicas sintetizadas por ellos de distinta longitud (cuanto más lejos del inicio, más larga es la proteína). Al llegar al final, el orgánulo libera la proteína y se disocia en subunidades, que pueden volver a unirse al inicio de la cadena.
Los polisomas se dividen en dos clases funcionales:
- Polisomas unidos a membranas: se unen al RE al aparecer una secuencia señal en la cadena en crecimiento. Producen proteínas de exportación, enzimas para los lisosomas y peroxisomas, así como proteínas de membrana. Son funcionalmente idénticos al RE rugoso.
- Polisomas libres: permanecen en el hialoplasma y sintetizan proteínas para las necesidades propias de la célula (para el citosol, núcleo, mitocondrias, citoesqueleto). Su cantidad sirve como marcador de crecimiento celular; es especialmente elevada en células de crecimiento rápido.
5. Visualización de ribosomas en histología
En el microscopio óptico, los ribosomas se visualizan mediante la reacción citoquímica para el ARN: el método de Brachet. Dado que el ARNr predomina entre todos los tipos de ARN celular, las acumulaciones de ribosomas dan una tinción intensa. Como resultado, las estructuras adquieren un color carmesí brillante.
La tinción se localiza claramente en dos zonas de la célula:
- En el citoplasma: esto determina la basofilia del citoplasma debido a la acumulación masiva de ribosomas.
- En los nucléolos: se explica por el alto contenido de cadenas de ARNr recién sintetizadas y subunidades en activo proceso de formación.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿En qué se diferencian concretamente la composición química y el tamaño de los ribosomas mitocondriales en comparación con los citoplasmáticos?
Los ribosomas mitocondriales se diferencian de los citoplasmáticos por un menor tamaño y una composición distinta, pero las diferencias químicas concretas no se detallan en las fuentes.
| Característica | Ribosomas mitocondriales | Ribosomas citoplasmáticos |
|---|---|---|
| Tamaño | Más pequeños que los citoplasmáticos; en las electromicrografías se ven como gránulos pequeños | Más grandes que los mitocondriales |
| Similitud estructural | Similares a los procariotas | Difieren de los mitocondriales |
| Composición química | Composición distinta a la de los citoplasmáticos; no se especifican detalles en las fuentes | Complejo ribonucleoproteico: ARNr y proteínas |
¿Qué coeficientes de sedimentación tienen las subunidades y el ribosoma citoplasmático completo de los eucariotas?
El ribosoma citoplasmático completo de los eucariotas y sus subunidades tienen diferentes coeficientes de sedimentación (valor S que caracteriza la velocidad de sedimentación durante la ultracentrifugación).
Para las células eucariotas son característicos los siguientes parámetros:
- Ribosoma completo — 80S.
- Subunidad mayor — 60S (incluye moléculas de ARNr 5S, 5.8S, 28S y cerca de 50 tipos de proteínas).
- Subunidad menor — 40S (incluye una molécula de ARNr 18S y cerca de 33 tipos de proteínas).
Para recordar la estructura: la subunidad MAYOR hace honor a su nombre: necesita TRES moléculas de ARNr a la vez, mientras que a la MENOR le basta con una sola.
Preguntas de clases y exámenes
¿En qué estado se encuentran los ribosomas cuando la traducción no está en curso?
En estado de reposo, los ribosomas están disociados, es decir, sus subunidades mayor y menor están separadas y existen de forma independiente.
¿Qué es un polisoma?
El polisoma es un complejo de trabajo dinámico que consta de una molécula de ARNm, varios ribosomas que se desplazan sobre ella y cadenas peptídicas de distinta longitud sintetizadas por ellos.
¿Por qué los polisomas libres se unen al RE?
La unión al RE ocurre al aparecer una secuencia señal en la cadena peptídica en crecimiento; esto es necesario para la síntesis de proteínas de exportación, proteínas de membrana o enzimas lisosomales.
¿Por qué los nucléolos se tiñen de color carmesí según el método de Brachet?
La tinción se debe a la reacción al ARN: en los nucléolos se produce la síntesis activa de ARNr y el ensamblaje de nuevas subunidades ribosómicas.
Qué más repasar sobre el tema
- Estructura y función de la secuencia señal (SS) en la unión de los polisomas al RE
- Características específicas de la composición de los ribosomas mitocondriales
- Mecanismos de degradación del ARN mensajero por enzimas (RNAsas)
- Mecanismo detallado de rotación de las subunidades ribosómicas en el ciclo de traducción
Domina el tema por completo en el curso de «Histología»
Aquí tienes un resumen. En el curso encontrarás todo lo que preguntan en clase y en el examen.
- Guía metodológica completa sobre el tema «Ribosomas» y otras 3485 páginas de la asignatura
- Ejercicios y pruebas después de cada tema, igual que en el examen práctico
- El tutor de IA responderá a tus preguntas sobre el tema en cualquier momento
- 137 videotutoriales de la asignatura
Otros temas de la sección «Citoplasma»
Videotutoriales gratuitos: histologíaLecciones breves con resúmenes, sin registro.
Material preparado por los profesores de WhiteCoat Pro según el plan de estudios de las facultades de medicina. De carácter educativo.