1. Classificação e localização
Nas células animais, distinguem-se dois tipos principais do aparelho de síntese proteica. O primeiro tipo são os ribossomos mitocondriais, que se localizam exclusivamente dentro das mitocôndrias. Eles diferem notavelmente dos demais por seu tamanho menor e composição química distinta.
O segundo tipo, dominante, são os ribossomos citoplasmáticos, que são encontrados em grande quantidade no citosol. Por sua vez, as estruturas citoplasmáticas dividem-se em duas categorias:
- Livres — distribuídos na hialoplasma e não associados a estruturas membranosas.
- Associated to membranes (Membros-ligados / Ligados à membrana) — fixados na superfície externa das membranas do retículo endoplasmático (RE).
Um esclarecimento importante é que os termos "livres" e "ligados à membrana" são aplicados mais corretamente a grupos de partículas (polissomos) do que a partículas individuais.
2. Estrutura química e biogênese
Em sua natureza físico-química, o ribossomo é um filamento ribonucleoproteico compactamente enovelado. Este complexo consiste em moléculas de RNA ribossômico (rRNA) e proteínas ribossômicas associadas a elas. No estado de repouso, quando a síntese não está ocorrendo, a organela encontra-se de forma dissociada.
Em seu estado funcionalmente montado, o ribossomo consiste em duas partes:
- Subunidade menor: inclui uma molécula de rRNA e cerca de trinta proteínas ribossômicas.
- Subunidade maior: possui uma arquitetura mais complexa, contendo três moléculas de rRNA (uma longa e duas curtas) e aproximadamente quarenta e cinco proteínas.
O local de formação dessas estruturas são os nucléolos. É lá que ocorre a síntese de rRNA e a montagem inicial das subunidades, após o que elas são transportadas do núcleo para o citoplasma.
3. Função e princípio de funcionamento
A principal função dos ribossomos é a realização da tradução. O processo começa com a etapa de iniciação, quando um complexo ativo é formado em uma molécula de RNA mensageiro (mRNA). Primeiro, a subunidade menor se liga à região inicial do mRNA de modo que o códon inicial fique posicionado no centro ativo. Em seguida, o RNA transportador (tRNA) iniciador, carregado com o primeiro aminoácido, se acopla. Essa ligação é estritamente específica: o anticódon do tRNA é complementar ao códon do mRNA. Por fim, a subunidade maior se junta ao complexo, fechando o sistema ativo.
Durante a elongação subsequente, o ribossomo se move ao longo da cadeia de mRNA. Novos tRNAs com aminoácidos entram no centro ativo, ocorre a interação complementar entre o códon e o anticódon, e um novo aminoácido é incorporado à cadeia polipeptídica em crescimento.
4. Dinâmica e tipos de polissomos
Assim que a primeira partícula se afasta do início do mRNA a uma distância suficiente, a próxima partícula se liga imediatamente à região de início liberada. Forma-se um polissomo — um complexo de uma molécula de mRNA, vários ribossomos e as cadeias peptídicas sintetizadas por eles com diferentes comprimentos (quanto mais longe do início, mais longa é a proteína). Ao chegar ao final, a organela libera a proteína e se dissocia em subunidades, que podem se ligar novamente ao início da cadeia.
Os polissomos são divididos em duas classes funcionais:
- Polissomos ligados à membrana: ligam-se ao RE quando surge uma sequência sinalizadora na cadeia em crescimento. Eles produzem proteínas para exportação, enzimas para lisossomos e peroxissomos, além de proteínas de membrana. São eles que são funcionalmente idênticos ao RE rugoso.
- Polissomos livres: permanecem na hialoplasma e sintetizam proteínas para as necessidades próprias da célula (para o citosol, núcleo, mitocôndrias, citoesqueleto). Sua quantidade serve como marcador de crescimento celular — sendo especialmente alta em células de crescimento rápido.
5. Visualização de ribossomos em histologia
Ao microscópio óptico, os ribossomos são visualizados por meio da reação citoquímica para RNA — o método de Brachet. Como o rRNA predomina entre todos os tipos de RNA celular, os aglomerados de ribossomos produzem uma coloração intensa. Como resultado, as estruturas adquirem uma cor magenta brilhante.
A coloração localiza-se claramente em duas zonas da célula:
- No citoplasma: isso condiciona a basofilia do citoplasma devido ao acúmulo massivo de ribossomos.
- Nos nucléolos: explicada pelo alto teor de cadeias de rRNA recém-sintetizadas e subunidades em ativas formação presentes lá.
Resumo: perguntas e respostas sobre o tema
Em que especificamente a composição química e o tamanho dos ribossomos mitocondriais diferem dos citoplasmáticos?
Os ribossomos mitocondriais diferem dos citoplasmáticos por seu tamanho menor e composição distinta, mas as diferenças químicas específicas não são detalhadas nas fontes.
| Característica | Ribossomos mitocondriais | Ribossomos citoplasmáticos |
|---|---|---|
| Tamanho | Menores que os citoplasmáticos; nas eletromicrografias parecem pequenas granulações | Maiores que os mitocondriais |
| Semelhança estrutural | Semelhantes aos procarióticos | Diferem dos mitocondriais |
| Composição química | Composição diferente da dos citoplasmáticos; detalhes não especificados nas fontes | Complexo ribonucleoproteico: rRNA e proteínas |
Quais são os coeficientes de sedimentação das subunidades e do ribossomo citoplasmático eucariótico inteiro?
O ribossomo citoplasmático eucariótico inteiro e suas subunidades possuem diferentes coeficientes de sedimentação (o valor S, que caracteriza a taxa de sedimentação na ultracentrifugação).
As células eucarióticas caracterizam-se pelos seguintes parâmetros:
- Ribossomo inteiro — 80S.
- Subunidade maior — 60S (inclui moléculas de rRNA 5S, 5,8S, 28S e cerca de 50 tipos de proteínas).
- Subunidade menor — 40S (inclui uma molécula de rRNA 18S e cerca de 33 tipos de proteínas).
Para memorizar a estrutura: a subunidade MAIOR faz jus ao seu nome — ela precisa de TRÊS moléculas de rRNA de uma só vez, enquanto a MENOR precisa de apenas uma.
Questões de aulas e exames
Em que estado se encontram os ribossomos quando a tradução não está ocorrendo?
No estado de repouso, os ribossomos estão dissociados, ou seja, suas subunidades maior e menor estão separadas e existem independentemente.
O que é um polissomo?
Um polissomo é um complexo de trabalho dinâmico constituído por uma molécula de mRNA, vários ribossomos que se movem ao longo dela e cadeias peptídicas sintetizadas por eles de comprimentos variados.
Por que os polissomos livres se prendem ao RER?
A ligação ao RE ocorre quando surge uma sequência sinalizadora na cadeia peptídica em crescimento; isso é necessário para a síntese de proteínas para exportação, proteínas de membrana ou enzimas lisossômicas.
Por que os nucléolos se corinam em vermelho-framboesa pelo método de Brachet?
A coloração é devida à reação ao RNA: nos nucléolos ocorre a síntese ativa de rRNA e a montagem de novas subunidades ribossômicas.
O que mais estudar sobre o tema
- Estrutura e papel da sequência sinalizadora (SS) na ligação de polissomos ao RE
- Características específicas da composição dos ribossomos mitocondriais
- Mecanismos de degradação do RNA mensageiro por enzimas (RNases)
- Mecanismo detalhado da rotação das subunidades ribossômicas no ciclo de tradução
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