Ribosomes : fonction et structure

Les ribosomes sont des organites cellulaires qui se trouvent dans le cytoplasme de la cellule, aussi bien chez les eucaryotes que chez les procaryotes. Ils sont abondants dans toutes les cellules. Dans les globules rouges sanguins, on en rencontre très peu et ils sont absents chez les spermatozoïdes matures. Parmi leurs caractéristiques, on peut citer :

• Ils ont une forme globulaire et ne possèdent pas de membrane.
• Ils font partie de la machinerie cellulaire pour fabriquer des protéines, en démarrant le processus avec une molécule d’information génétique et en la traduisant afin que cette information se matérialise.
• Leur composition repose sur l’ARN ribosomique, d’où leur nom. Ils sont également constitués de plusieurs protéines ribosomales. Découvrez la différence entre ADN et ARN, ici.

N’hésitez pas à consulter cet article d’Info Utiles sur les organites cellulaires : qu’est-ce que c’est, leurs fonctions et des exemples pour en savoir plus sur le sujet.

Les ribosomes peuvent être classés selon différents critères. On peut distinguer plusieurs types de ribosomes selon leur disposition et selon le type de cellule auquel ils appartiennent. Voici donc la classification des ribosomes.

Types de ribosomes selon leur localisation

La première classification repose sur la disposition des ribosomes. Cette localisation dirige les protéines produites vers des sites différents. On distingue ainsi deux types :

• Ribosomes attachés : ces ribosomes sont fixés à la face externe du réticulum endoplasmique rugueux. Ils peuvent aussi être attachés à l’enveloppe externe du noyau. Ils produisent des protéines destinées à être insérées dans les membranes ou à être sécrétées.
• Ribosomes libres dans le cytoplasme : ils se trouvent libres dans le cytoplasme et peuvent être isolés ou être reliés par l’ARN pour former une chaîne.

Ces ribosomes libres peuvent se trouver dans différentes zones. Selon cette caractéristique, on peut les classer ainsi :

• Mitoribosomes : ils se trouvent libres dans la matrice mitochondriale. N’hésitez pas à consulter cet article sur les Mitochondries : fonction et structure d’Info Utiles.
• Plastoribosomes : ils se trouvent libres dans le stroma des chloroplastes, dans les cellules végétales ou algales.

Types de ribosomes selon le type de cellule

On peut aussi les classer selon le type de cellule. Dans ce cas, on distingue les types suivants de ribosomes.

• Ribosomes procaryotes : on les trouve dans les cellules procaryotes, c’est‑à‑dire dépourvues d’un noyau véritable. Leur taux de sédimentation est de 70S, plus petit que celui des ribosomes eucaryotes. Nous y reviendrons plus loin. Ils sont principalement constitués d’ARNr, et moins de la moitié est composée de protéines.
• Ribosomes eucaryotes : ce sont les ribosomes que possèdent les cellules eucaryotes, c’est‑à‑dire celles qui possèdent un noyau. Leur taux de sédimentation est plus élevé que celui des prokaryotes, et il est de 80S. Plus de la moitié est constituée de protéines, et moins de la moitié d’ARNr. Ils sont de taille plus grande que les ribosomes procaryotes.

Les ribosomes sont chargés de produire des protéines et participent au contrôle génétique de la cellule. Pour cela, le ribosome suit les étapes suivantes :

1. Obtient et lit l’information de l’ARN messager.
2. Traduit cette information en une séquence d’acides aminés.
3. Les blocs qui forment les protéines se construisent selon un ordre prédéterminé, et non au hasard.

Certains organes produisent de grandes quantités de protéines, c’est pourquoi les cellules de leurs tissus ont besoin de plusieurs ribosomes. Un exemple est le pancréas qui produit l’insuline.

L’activité correcte des ribosomes est essentielle pour que les organismes puissent remplir leurs fonctions. Lorsque les ribosomes présentent des altérations, des maladies peuvent apparaître, telles que l’anémie de Diamond-Blackfan ou la dyskeratose congénitale, qui affectent la peau et le système osseux. Ce sont des maladies très rares, mais possibles.

Les ribosomes se forment à partir de deux sous-unités et chacune d’entre elles est composée d’ARN et de protéines ribosomales, comme mentionné au début de l’article. Les deux sous-unités des ribosomes sont :

• La sous‑unité majeure : elle présente une protubérance centrale et deux latérales, avec un devant et un dos.
• La sous‑unité mineure : les protubérences de la sous‑unité majeure facilitent l’insertion de la sous‑unité mineure, qui possède seulement une tête et une plateforme.

Ces sous-unités se mesurent avec le coefficient de sédimentation et s’expriment en unités de Svedberg (S), qui renvoient à la vitesse à laquelle une particule se sédimente lors de la centrifugation. En fonction du type de cellule dans laquelle se trouve le ribosome, cette unité varie :

• Dans les cellules eucaryotes : la sous‑unité mineure est de 40S et la majeure de 60S.
• Dans les cellules procaryotes : la sous‑unité mineure est de 30S et la majeure de 50S.

Ces sous-unités s’assemblent lorsqu’elles détectent un ARNm, se positionnant une au-dessus de la grande. C’est la sous‑unité mineure qui les détecte, puis la sous‑unité majeure s’associe. À l’aide de l’ARN de transfert, elle traduit l’ARN messager en une chaîne d’acides aminés qui formera les protéines. La sous‑unité mineure est celle qui lie l’ARNt à l’ARNm. La sous‑unité majeure permet la formation des liaisons entre les acides aminés. Les sous-unités se séparent lorsqu’elles détectent une séquence de fin, indiquant que la protéine est complète.

Dans la sous‑unité majeure, il existe trois sites ou fentes nécessaires à l’insertion des ARNt et à la finalisation de leur traduction en protéines. Ces sites sont :

• Site A, ou site aminoacyl : où s’insère l’ARNt aminocylé, portant le premier acide aminé.
• Site P, ou site péptidique : où s’insère l’ARNt peptidyl, qui porte la chaîne de peptides et donne le produit protéique final.
• Site E : site final, où l’ARNt du site P se déplace et remplace l’ARNt qui se trouvait à ce site.

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