Un polirribosoma (o polisoma o ergosoma ) es un grupo de ribosomas unidos a una molécula de ARNm como "perlas" en un "hilo". [1] Consiste en un complejo de una molécula de ARNm y dos o más ribosomas que actúan para traducir las instrucciones del ARNm en polipéptidos . Originalmente acuñados como "ergosomas" en 1963, fueron caracterizados además por Jonathan Warner, Paul M. Knopf, [2] y Alex Rich .
Los polisomas se forman durante la fase de elongación cuando los ribosomas y los factores de elongación sintetizan el polipéptido codificado. Múltiples ribosomas se mueven a lo largo de la región codificante del ARNm, creando un polisoma. La capacidad de múltiples ribosomas para funcionar en una molécula de ARNm explica la abundancia limitada de ARNm en la célula. [3] La estructura del polirribosoma difiere entre los polisomas procarióticos, los polisomas eucarióticos y los polisomas unidos a la membrana. [1] La actividad polisómica se puede utilizar para medir el nivel de expresión génica a través de una técnica llamada perfil polisómico. [4]
Las tecnologías de microscopía electrónica como la tinción, [5] el sombreado de metales [6] y las secciones de células ultrafinas fueron los métodos originales para determinar la estructura del polisoma. El desarrollo de técnicas de microscopía crioelectrónica ha permitido una mayor resolución de la imagen, lo que ha llevado a un método más preciso para determinar la estructura. Diferentes configuraciones estructurales de polirribosomas podrían reflejar una variedad de traducción de ARNm. Una investigación de la proporción de la forma polirribosomal reveló que se encontró un gran número de polisomas circulares y en zigzag después de varias rondas de traducción. Un período de traducción más largo provocó la formación de polisomas helicoidales tridimensionales densamente empaquetados. [1] Diferentes células producen diferentes estructuras de polisomas.
Se ha descubierto que los polisomas bacterianos forman estructuras de doble fila. En esta conformación, los ribosomas se contactan entre sí a través de subunidades más pequeñas. Estas estructuras de doble hilera generalmente tienen una trayectoria helicoidal "sinusoidal" (en zigzag) o tridimensional. En la ruta "sinusoidal", hay dos tipos de contacto entre las subunidades pequeñas: "de arriba a arriba" o "de arriba a abajo". En la trayectoria helicoidal 3-D, solo se observa el contacto "de arriba a arriba". [1]
Los estudios in situ (en la célula) han demostrado que los polisomas eucariotas exhiben configuraciones lineales. Se encontraron hélices tridimensionales densamente empaquetadas y polisomas planos de doble hilera con empaquetamiento variable que incluía contactos "de arriba a arriba" similares a los polisomas procariotas. Los polirribosomas 3-D eucarióticos son similares a los polirribosomas 3-D procarióticos en que son "hélices zurdas densamente empaquetadas con cuatro ribosomas por turno". Este empaque denso puede determinar su función como reguladores de la traducción, encontrándose polirribosomas 3-D en células de sarcoma usando microscopía de fluorescencia. [1]
La microscopía de fuerza atómica utilizada en estudios in vitro ha demostrado que los polisomas eucariotas circulares pueden formarse mediante ARNm poliadenilado libre en presencia de factor de iniciación eIF4E unido al casquete 5 'y PABP unido a la cola 3'-poli (A). Sin embargo, esta interacción entre la tapa y la cola de poli (A) mediada por un complejo de proteínas no es una forma única de circularizar el ARNm polisómico. Se ha descubierto que los polirribosomas topológicamente circulares se pueden formar con éxito en el sistema de traducción con ARNm sin tapa y sin cola poli (A), así como con un ARNm tapado sin cola 3'-poli (A). [1]