La biosintesi del ribosoma è il processo attraverso il quale gli organelli noti come ribosomi si formano all’interno di una cellula. I ribosomi sono fondamentali per la funzione della cellula a causa del loro ruolo nella sintesi proteica. Il processo di biosintesi ribosomiale è estremamente complesso e altamente evolutivamente conservato, il che significa che i suoi percorsi sono simili tra i diversi tipi di organismi. La biosintesi ribosomiale è stata studiata sia in vivo, all’interno di cellule viventi, sia in vitro, nell’ambito di un ambiente di laboratorio.
Componente essenziale della cellula, i ribosomi svolgono il processo di traduzione. Nella traduzione, le informazioni genetiche codificate in pezzi di acido ribonucleico messaggero (mRNA) sono abbinate alle informazioni corrispondenti trasportate dalle molecole di trasferimento di RNA (tRNA), ognuna delle quali trasporta un amminoacido specifico. Gli aminoacidi sono assemblati nel ribosoma per formare una proteina. La produzione di ribosomi richiede un elevato apporto energetico, quindi il tasso di biosintesi ribosomiale in una cellula dipende sia dalla necessità di proteine ??sia dalla quantità di nutrienti nell’ambiente extracellulare
I ribosomi sono costituiti da RNA ribosomiale (rRNA) e proteine ??ribosomiali. Per sintetizzare le proteine ??ribosomiali, deve avvenire lo stesso processo di traduzione utilizzato per produrre altre proteine. I codici genetici per le proteine ??ribosomiali sono trasportati da frammenti chiamati mRNA precursori (pre-mRNA). I pre-mRNA, come altre molecole di RNA, sono trascritti dall’acido desossiribonucleico (DNA) della cellula nel nucleolo, che è un sito all’interno del nucleo. Dopo la trascrizione, i pre-mRNA vengono elaborati dagli enzimi e trasportati nel citoplasma, dove i ribosomi li traducono in proteine ??ribosomiali.
L’rRNA viene creato attraverso complessi processi biochimici che si verificano nel nucleolo. Nella prima fase, l’rRNA precursore (pre-rRNA) viene trascritto dal DNA. Il pre-rRNA viene quindi modificato in rRNA maturo dagli enzimi nel nucleolo. Quando si verificano modifiche, l’rRNA inizia a migrare dal nucleolo verso le regioni esterne del nucleo o il nucleoplasma.
A questo punto del processo, le proteine ??ribosomiali che sono state sintetizzate nel citoplasma vengono importate nel nucleolo e assemblate nell’rRNA. Questo produce le due subunità ribosomiali, i componenti principali del ribosoma. Il ribosoma, quasi completo, esce dal nucleo e subisce l’elaborazione finale nel citoplasma.
Il processo di biosintesi ribosomiale è ancora allo studio nelle cellule viventi, a causa del suo livello di complessità. Gli studi vengono spesso condotti in laboratorio su Saccharomyces cerevisiae, una specie di lievito in erba. È stato anche scoperto che i ribosomi batterici possono essere sintetizzati in vitro, al di fuori di un organismo, usando rRNA e proteine ??ribosomiali.