Ribosom adalah organel yang terbuat dari protein dan RNA dan yang menambahkan hingga jutaan Dalton dalam ukuran dan dianggap memiliki peran penting dalam proses penguraian pesan genetik yang disediakan dalam genom menjadi protein. Bagaimana Ribosom Sebagai Organel Sintesis Protein?
Ribosom merupakan organel sel yang banyak terdapat di dalam sel dan melakukan fungsi utama untuk sintesis protein. Protein yang dihasilkan oleh sel melalui mekanisme kerja ribosom merupakan hasil ekspresi gen sebagai aspek dasar dari biologi sel secara molekuler. Keputusan dimulainya sintesis protein diawali dengan transkripsi yang merupaan pengkodean gen sebagai mekanisme untuk mengkontrol produksi protein dalam sel. Dengan melakukan kontrol transkripsi, sel akan mengatur produksi protein dan kecepatan sintesis yang dilaksanakan.
Sel menggunakan dua proses penting untuk mengubah kode informasi dari DNA menjadi protein. Langkah pertama adalah transkripsi , dimana daerah kode dari suatu gen pada DNA diterjemahkan menjadi RNA dengan bantuan enzim RNA polimerase. Dalam sel-sel eukariotik, RNA yang diproduksi salah satunya adalah RNAm yang kemudian bergerak menuju ke sitoplasma. Dalam sitoplasma tersebut secara luar biasa ribosom yang terdiri dari beberapa subunit akan melanjutkan proses sintesis protein dengan langkah kedua yaitu translasi .
Terdapat banyak komponen yang berpartisipasi dalam proses translasi RNAm dalam sitosol dan juga karena translasi terjadi secara terus menerus, memungkinkan terjadinya tumbukan antar molekul dalam melaksanakan mekanismenya. Akan tetapi ternyata kemungkinan tersebut, sangat jarang terjadi karena apabila terjadi akumulasi hasil protein tertentu, maka polimerisasi akan melambat. Efisiensi translasi sebagian besar disebabkan oleh peningkatan ikatan dari RNAm dan aminoasil RNAt yang dikarenakan RNA terdapat sangat banyak dalam kompleks protein dalam sel, yaitu ribosom, dimana pemanjangan polipeptida rata-rata adalah tiga hingga lima asam amino per detiknya. Protein kesil dengan susunan 100-200 asam amino akan terbuat dalam waktu satu menit atau kurang. Pada tempat yang lain, dalam sel selama 2-3 jam akan tersusun protein yang besar, titin , yang ditemukan dalam otot yang terdiri dari kumpulan 30.000 asam amino. Mekanisme luar biasa dalam sel tersebut memiliki ketepatan yang luar biasa dan terjadi secara terus menerus.
Ribosom terdiri dari tiga jenis (pada bakteri) dan empat jenis (pada eukariot), yaitu molekul RNAr yang berbeda dan terdapat sekitar 83 jenis protein, yang tergabung dalam sub unit besar dan sub unit kecil. Sub unit ribosom dan molekul RNAr tersusun dalam unit Svedberg (S), yang merupakan ukuran sedimentasi atau pengendapan suspensi partikel melalui proses sentrifugasi di bawah kondisi standart. Subunit kecil ribosom berisi molekul RNAr tunggal, yang menjadi RNAr kecil. Sub unit besar terdiri dari molekul RNAr besar dan satu molekul RNAr dengan berat 5S, dan satu molekul 5,8S RNAr pada vertebrata. Panjang molekul RNAr, banyaknya protein pada masing-masing sub unit, akan berpengaruh terhadap ukuran subunit baik pada bakteri dan sel eukariotik. Pemasangan ribosom adalah 70S pada bakteri dan 80S pada vertebrata. Perbedaan tersebut sangat menarik dari sisi struktur dan fungsi yang memiliki kesesuaian antar ribosom pada banyak spesies. Selama translasi, ribosom berpindah sepanjang rantai RNAm dan berinteraksi dengan protein fakor yang beragam, RNAt, sehingga akan terjadi perubahan konfronmasi sesuai fungsi. Konsistensi tersebut merupakan kondisi dari bagian evolusi yang merupakan konsekuensi dasar dari kehidupan sel.
Jumlah ribosom di dalam sel sangat tergantung pada aktifitas sel tersebut. Semakin tinggi laju sintesis protein suatu sel, maka bisa dipastikan bahwa jumlah ribosomnya akan semakin banyak. Misalkan, sel hati manusia yang membutuhkan banyak protein untuk keperluan menawarkan racun maka akan memperbanyak jumlah protein melalui sintesis proteinnya.
Ribosom melakukan sintesis protein pada dua lokasi sitoplasmik, yaitu ribosom bebas yang banyak tersuspensi dalam sitosol dan ribosom terikat yang terdapat pada retikulum endoplasma kasar. Jenis protein yang dihasilkan oleh dua bentuk ribosom tersebutpun berbeda. Ribosom bebas akan menghasilkan protein yang dibutuhkan untuk kebutuhan mekanisme tertentu dalam sitosol, misalnya enzim-enzim yang mengkatalisis proses metabolisme dalam sel. Sedangkan ribosom yang terikat pada retikulum endoplasma akan menghasilkan protein yang dimasukkan dalam membran, untuk pembungkusan dalam organel tertentu seperti lisosom, atau dikirim ke luar sel sebagai hasil sekresi sel. Dengan demikian, sel-sel yang terspesialisasi untuk sekresi sel, seperti sel pankreas dan sel yang mensekresi enzim-enzim pencernaan, seringkali ribosomnya adalah ribosom terikat. Secara struktural ribosom bebas dan ribosom terikat identik dan dapat saling bertukar tempat sesuai kebutuhan sel.