리보솜

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리보솜(영어: ribosome)은 아미노산을 연결하여 단백질 합성을 담당하는 세포소기관으로 리보솜 RNA와 단백질로 이루어져 있다. 리보솜은 대단위체와 소단위체로 분리되어 있으며, 두 단위체가 결합하여 단백질 합성을 수행한다.[1]

개요[편집]

리보솜은 지름이 약 20 nm(200 Å)이고 65%리보솜 RNA와 35%의 리보솜 단백질로 구성되어 있다. 고세균, 진정세균진핵생물의 리보솜은 서로 다른 다양한 단백질과 RNA로 구성되어 있다. 리보솜은 전령 RNA코돈번역하여 운반 RNA에 연결된 아미노산을 배열하여 단백질을 형성한다. 리보솜은 또한 효소로서 작용하기도 하는데 이때문에 리보자임이라 불리기도 한다.[2] 리보솜은 별도의 막이 없는 세포소기관이다.

단백질을 형성하지 않는 동안 RNA는 내부 원형질인 시토졸에 존재한다. 리보자임으로 작용할 때에는 RNA로부터 구성되는데, 이는 RNA 세계의 흔적으로 추정된다.[3]

리보좀은 1950년대 중반 루마니아 생물학자인 게오르그 에밀 팔라데에 의해 최초로 관찰되었다. 팔라데는 전자현미경을 이용하여 세포를 관찰하던 중 리보솜을 발견하였고, 이 공로로 1974년 노벨 생리학·의학상을 수상하였다.[4] 리보솜이라는 이름은 1958년 리처드 B. 로버트가 명명하였다.

지금까지 학계에서 "마이크로솜"이라 불리고 있는 단백질 형성 세포소기관을 "리보솜"이라 부르자고 제안합니다. 이 소체는 리보핵산단백질과 RNA로 이루어져 있기 때문입니다. 리보솜 총량을 100으로 할 때 리보핵산단백질은 35를 차지하고 있습니다.
 
— 리처드 B. 로버트, 〈세포소기관과 단백질 효소〉[5]

20세기 중반에 리보솜의 분자 구조와 기능이 발견된 이후 현재까지 활발한 연구가 계속되고 있다.

생성[편집]

세균의 리보솜은 세포질에 있는 유전자오페론전사하여 생성된다. 진핵생물의 경우 세포핵 안에 있는 핵소체에서 4 종류의 리보솜 RNA가 만들어지며 리보솜 단백질과 결합되어 리보솜이 생성된다.

단백질 생성과정[편집]

리보솜에서 이루어지는 단백질 형성과정

리보솜이 mRNA의 코돈을 인식하여 단백질을 합성하는 과정을 번역이라 한다. 리보솜에서 이루어지는 단백질 생성과정은 다음과 같다.[6][7]

  • 준비
    • 리보솜의 소단위체와 대단위체가 결합한다. 리보솜에는 운반 RNA가 들어설 수 있는 부위가 두 곳이 있는데 운반 RNA가 들어오는 쪽을 A 자리, 나가는 쪽을 P 자리라 한다.
  • 초기화
    • 소단위체에 전령 RNA가 결합하고, 시작 코돈이 확인되면 대단위체의 A 자리에 메티오닌과 결합한 운반 RNA가 도입되면서 단백질생성이 시작된다.
  • 연장 과정
    • 코돈 인식 : 폴리펩타이드를 달고 있는 P 자리의 tRNA가 코돈에 붙어있다. A 자리에 있는 전령 RNA의 코돈과 상보성을 갖는 안티코돈을 가진 운반 RNA가 아미노산을 가져와 결합한다.
    • 펩타이드 결합 형성 : P 자리에 있는 기존의 폴리펩타이드와 A 자리에 있는 새로운 운반 RNA아미노산 사이에 펩타이드 결합이 형성된다. 이때 아미노아실 결합이 P 자리의 운반 RNA에서 새로운 폴리펩타이드 쪽으로 옮겨간다.
    • 변환 : P 자리에서 자유로워진 운반 RNA가 빠져나간다. 이제 전령 RNA가 한칸 움직일 수 있게 되고 코돈이 바뀐다.
    • 반복 : A 자리의 폴리펩타이드-운반 RNA 중합분자가 P 자리로 옮겨가면서 A 자리가 비워진다. 비워진 A 자리에는 바뀐 코돈과 상보적인 운반 RNA가 새롭게 결합된다. 위 과정이 계속 반복되면서 폴리펩타이드 사슬이 길어진다.
  • 종료
    • 종료 코돈에 종결 운반 RNA가 결합되면 합성되던 폴리펩타이드가 떨어져 나가면서 단백질 합성이 끝난다.

리보솜에서 일어나는 번역 과정의 에너지원은 GTP의 가수분해이다.

Protein translation.gif
단백질 형성의 진행

주석[편집]

  1. 조지 B 존슨, 전병학 역, 생명 과학, 동화기술, 2007, ISBN 89-425-1186-4, 208쪽
  2. Rodnina MV, Beringer M, Wintermeyer W (2007). "How ribosomes make peptide bonds". Trends Biochem. Sci. 32 (1): 20–6. doi:10.1016/j.tibs.2006.11.007. PMID 17157507
  3. Cech T (2000). "Structural biology. The ribosome is a ribozyme". Science 289 (5481): 878–9. doi:10.1126/science.289.5481.878. PMID 10960319
  4. G.E. Palade. (1955) "A small particulate component of the cytoplasm". J Biophys Biochem Cytol. Jan;1(1): pages 59-68. PMID 14381428
  5. Roberts, R. B., editor. (1958) "Introduction" in Microsomal Particles and Protein Synthesis. New York: Pergamon Press, Inc.
  6. 이행석, 분자생물학, 기전연구사, 2006, ISBN 89-336-0726-9, 60쪽
  7. 조지 B 존슨, 전병학 역, 생명 과학, 동화기술, 2007, ISBN 89-425-1186-4 , 208쪽