Thomas Northcut/Digital Vision/Getty Images

Ogni cellula vivente contiene DNA composto da quattro nucleotidi. L'ordine preciso di questi nucleotidi codifica i geni che istruiscono la cellula a produrre le proteine ​​e gli RNA essenziali per la crescita e la replicazione. Sebbene ogni cromosoma porti una singola copia di DNA per cellula, i geni che ospita sono spesso trascritti in numerose molecole di RNA.

Tre tipi principali di RNA

Le cellule si basano su tre specie primarie di RNA:RNA messaggero (mRNA), RNA di trasferimento (tRNA) e RNA ribosomiale (rRNA). L'mRNA funge da modello per la sintesi proteica, mentre tRNA e rRNA facilitano l'assemblaggio degli amminoacidi in catene polipeptidiche. I ribosomi, macchine complesse costituite da proteine ​​e rRNA, traducono l'mRNA in proteine ​​funzionali. In questo processo, il tRNA porta l'amminoacido corretto in modo che corrisponda al codone sull'mRNA, mentre l'rRNA catalizza la formazione del legame peptidico che collega insieme gli amminoacidi.

Ribosomi:i cavalli da lavoro della produzione di proteine

Le tipiche cellule animali contengono miliardi di proteine, ciascuna sintetizzata su un ribosoma. Le cellule che si dividono rapidamente possono ospitare fino a dieci milioni di ribosomi, sottolineando l'elevata domanda di queste fabbriche molecolari.

Composizione strutturale dei ribosomi

Un ribosoma è costituito da due subunità che convergono attorno a un filamento di mRNA per costruire una proteina. Le subunità sono composte da oltre 50 proteine ​​che forniscono supporto strutturale, organizzate attorno a quattro grandi molecole di rRNA che mantengono la forma ribosomiale e catalizzano la reazione di legame peptidico. L'assemblaggio dei ribosomi inizia nel nucleo, dove l'rRNA viene trascritto dal DNA, trasformato in frammenti e combinato con le proteine. I ribosomi parzialmente assemblati vengono poi esportati nel citoplasma per la maturazione finale e pronti per la traduzione.

L'elevata richiesta di rRNA guida l'amplificazione genetica

Per soddisfare il fabbisogno di un massimo di dieci milioni di ribosomi, le cellule ripetono i geni rRNA in array tandem:circa 100 copie di ciascun gene rRNA risiedono in un tipico genoma animale. Nonostante questa amplificazione, la cellula deve trascrivere migliaia di molecole di rRNA per assemblare i ribosomi necessari, il che spiega l'abbondanza di rRNA rispetto al suo singolo modello di DNA per cellula.