개요
리보솜(영어: ribosome)은 아미노산을 연결하여 단백질 합성을 담당하는 세포소기관으로, 리보솜 RNA(rRNA)와 단백질로 이루어져 있다. 리보솜은 대소단위체로 분리되어 있으며, 두 단위체가 결합하여 단백질 합성을 수행한다.
구조
리보솜은 지름이 약 20nm(200Å)이고, 약 65%의 리보솜 RNA와 약 35%의 리보솜 단백질로 구성되어 있다. 리보솜은 별도의 막을 가지지 않는 세포소기관이다. 크게 대 리보솜 소단위체(large subunit, LSU)와 소 리보솜 소단위체(small subunit, SSU)로 구성되며, 스베드버그(Svedberg) 침강 계수 단위(S)로 크기를 구분한다.
- 원핵세포: 전체가 70S 리보솜으로, 50S의 대단위체와 30S의 소단위체로 나뉜다.
- 진핵세포: 전체가 80S 리보솜으로, 60S의 대단위체와 40S의 소단위체로 나뉜다.
고균, 진정세균 및 진핵생물의 리보솜은 서로 다른 다양한 단백질과 RNA로 구성되어 있다.
기능
리보솜의 주된 기능은 단백질 합성(번역)이다. 전령 RNA(mRNA)의 코돈을 번역하여 운반 RNA(tRNA)에 연결된 아미노산을 배열함으로써 단백질을 형성한다.
단백질 합성 과정은 크게 초기화(개시), 연장(신장), 종료(종결) 단계로 이루어진다. 리보솜에는 tRNA가 들어설 수 있는 부위가 두 곳 있는데, tRNA가 들어오는 쪽을 A 자리, 나가는 쪽을 P 자리라고 한다. 종료 코돈에 종결 tRNA가 결합하면 합성되던 폴리펩타이드가 떨어져 나가면서 합성이 끝난다. 번역 과정의 에너지원은 GTP의 가수분해이다.
분류와 생성
리보솜은 세포질에서 단백질을 합성하는 자유 리보솜(free ribosome)과, 소포체(endoplasmic reticulum, ER) 표면에 붙어 막단백질이나 분비단백질을 합성하는 ER-리보솜으로 나뉜다. 이 둘은 상호전환이 가능하다.
세균의 리보솜은 세포질 내 유전자인 오페론을 전사하여 생성된다. 진핵생물의 경우 세포핵 안의 핵소체에서 4종류의 리보솜 RNA가 만들어지며, 리보솜 단백질과 결합하여 리보솜이 생성된다.
역사
리보솜은 1955년 루마니아 출신의 생물학자인 조지 에밀 펄레이드(George Emil Palade)가 전자현미경을 이용하여 최초로 관찰했으며, 이 공로로 1974년 노벨 생리학·의학상을 수상하였다. "리보솜"이라는 이름은 1958년 리처드 B. 로버트(Richard B. Roberts)가 리보핵산단백질과 RNA로 이루어진 소체라는 의미에서 명명하였다.
이후 2009년에는 아다 요나트, 벤카트라만 라마크리슈난, 토머스 A. 스타이츠가 리보솜의 기능과 구조에 관한 연구로 노벨 화학상을 공동 수상하였다. 단백질과 RNA로 이루어진 리보솜의 작용과 유사하게, 효소처럼 작용하는 RNA 분자인 리보자임(ribozyme)의 존재는 RNA 세계 기원설의 근거로 제시되기도 한다.
