Was ist ein freies Ribosom?
Ein freies Ribosom erzeugt Proteine in Zellen, aber im Gegensatz zu normalen Ribosomen schwebt es frei im Zytosol der Zelle. Es ist anders, weil es nicht im Zellkern oder einer seiner vielen Organellen gebunden ist. Ribosomen bilden Proteine aus Aminosäuren und bestehen aus Ribonukleinsäure (RNA) und Proteinen.
Die von einem freien Ribosom erzeugten Proteine werden in das Cytosol freigesetzt. Das Cytosol ist die Flüssigkeit in einer Zelle, in der Organellen und andere Elemente schweben. Der Nichtkerninhalt einer Zelle wird auch als Zytoplasma bezeichnet. Dies ist bei prokaryontischen Zellen anders, da sie keine abgeschotteten Kerne oder Organellen aufweisen und daher alle Reaktionen im Cytosol stattfinden.
Das Zytosol einer Zelle enthält viel Glutathion. Dies bedeutet, dass freie Ribosomen keine Proteine produzieren können, denen Disulfidbrücken fehlen. Die Proteine, die ein freies Ribosom bildet, werden als cytosolische Proteine bezeichnet. Alle vom freien Ribosom erzeugten Proteine werden im Cytosol verwendet und gelangen nicht in den Zellkern oder in eine der Organellen.
Das freie Ribosom kann unabhängig voneinander arbeiten, sich aber auch zu Clustern und Gruppen zusammenschließen. Diese Cluster werden als Polysom, Polyribosom oder Ergosom bezeichnet. Diese Cluster sammeln sich normalerweise um eine einzelne mRNA. Eine mRNA ist ein Boten-RNA-Strang des genetischen Codes, der als Blaupause für die Proteinerzeugung dient. mRNA ist im Grunde eine Ribosomenanleitung, die die genaue Reihenfolge der Aminosäuren enthält, die zur Herstellung des gewünschten Proteins benötigt werden.
Normale Ribosomen- und freie Ribosomenstrukturen sind gleich. Es gibt auch wenige Unterschiede zwischen den Strukturen von Ribosomen, die in prokaryotischen Zellen und eukaryotischen Zellen gefunden werden. Beide bestehen aus einer großen Einheit und einer kleinen Einheit. Die Größe eines Ribosoms wird in Svedberg-Einheiten gemessen, die auf s verkürzt sind. Eine Svedberg-Einheit basiert auf der Sedimentation der Ribosomenstruktur unter Zentrifugalkraft.
Eine prokaryotische Zelle hat einen Gesamtwert von 70s. Es besteht aus einem großen Abschnitt mit einem Wert von 50s und einem kleinen von 30s. Eukaryontische Zellen haben einen Wert von 80s mit einem großen Abschnitt im Wert von 60s und einem kleinen Abschnitt im Wert von 40s. Da sie auf der Grundlage der Sedimentation und nicht der Masse gemessen werden, sind ihre kombinierten Svedberg-Einheiten normalerweise kleiner als ihre Werte, wenn sie getrennt werden.
Der Unterschied zwischen der Größe von prokaryotischen und eukaryotischen Ribosomen bedeutet, dass es Wissenschaftlern gelungen ist, Antibiotika zu entwickeln, die auf bakterielle prokaryotische Zellen abzielen, die eukaryotischen Zellen jedoch nicht schädigen. Theoretisch könnten dadurch auch einige Ribosomen in der eukaryotischen Zelle geschädigt werden. Dies liegt daran, dass die in einem Chloroplasten oder Mitochondrien enthaltenen Ribosomen denen in prokaryontischen Zellen ähneln. Diese Ribosomen sind ein weiterer Beweis dafür, dass Chloroplasten und Mitochondrien prokaryotische Zellen sind, die in eukaryotischen Zellen absorbiert wurden.