리보좀 RNA

Ribosomal ribonucleic acid(rRNA) 는 리보좀의 구성 요소 중 단백질을 제외한 RNA부분으로 리보좀 형성에서 구조적인 골격 역할을 함과 동시와 단백질 합성을 위한 효소 활성에도 기여한다. rRNA 와 리보좀 단백질들이 모여 LSU(large subunit)와 SSU(small subunit) 두 개의 단위체를 만들고 두 단위체가 모여 리보좀으로서 역할을 수행 하게 된다.

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리보좀의 단위체와 rRNA는 입자의 크기와 모양 및 밀도를 통한 침전 속도를 나타내는 단위인 Svedberg unit(S)로 주로 표시한다. 원핵생물의 리보좀에는 5S, 23S, 16S 세 종류의 rRNA가 존재하며, 그 중 16S rRNA가 30S SSU를 구성하고 5S와 23S rRNA 가 50S LSU를 구성한다. 진핵생물의 리보좀에는 5S, 5.8S, 25~28S, 18S 네 종류의 rRNA가 존재한다. 18S rRNA가 40S SSU를 구성하게 되고 5S, 5.8S와 25S(미생물의 경우) 또는 28S(인간의 경우) rRNA 가 60S LSU를 구성한다.

원핵생물의 rRNA 인 16S, 23S, 5S rRNA 유전자는 오페론(operon)으로 구성되어 있어 함께 전사가 일어난 후 RNase III endonuclease에 의한 processing을 통해 각 rRNA가 생성된다. 유전체 내에 하나에서 수개 정도의 rRNA오페론이 존재하는데 대장균의 경우 7개의 rRNA 오페론이 존재한다. 진핵생물의 경우150 ~ 400 개의 rDNA가 하나 또는 여러 개의 chromosome에 연속적으로 존재하며 핵 내에 있는 인(nucleolus)에서 전사가 일어난다. 18S, 5.8S, 28S rDNA는 RNA polymerase I에 의해 함께 전사된 후 processing 과정을 통해 각각의 rRNA로 완성된다. 한편 5S rRNA는 RNA polymerase III에 의해 독립적으로 전사가 일어난다. 효모에서는 5S rRNA도 rDNA cluster에 함께 존재하지만, 고등 진핵생물에서는 5S rDNA는 독립적으로 존재한다.

리보좀은 DNA로부터 만들어진 mRNA(messenger RNA) 유전정보를 번역하여 단백질을 합성 하는 역할을 한다. rRNA는 리보좀 형성 시 많은 리보좀 단백질의 결합을 위한 구조적 골격을 제공하는 중요한 기능을 하며, LSU의 rRNA는 아미노산을 펩티드 결합으로 연결시키는 반응의 촉매 역할을 하기도 한다. 또한 rRNA는 모든 생명체의 세포가 공통적으로 갖고 있는 몇 안 되는 물질 중 하나로 rRNA의 서열은 생명체의 계통도 분석 및 진화과정 규명에 유용하게 사용된다.

리보좀의 구조. mRNA(파란색 굵은 선)에 결합된 리보좀에서 단백질이 합성되는 과정. Small subunit는 연두색, large subunit는 분홍색으로 표시됨.  (출처: GettyimagesKorea)

한지숙/서울대학교

최형태/강원대학교