Prokaryot hücrelerde ribozomun alt birimleri nerede ve nasıl sentezlenir?

Prokaryotlarda ribozom alt birimleri sitoplazmada, nükleoid bölgesinde, rRNA genlerinin transkripsiyonuyla eş zamanlı olarak birleştirilir. Çekirdekçik gibi zarla ya da belirgin bir yapıyla ayrılmış bir bölme gerekmez, çünkü ne çekirdek zarı ne de transkripsiyon ile translasyon arasında bir bölmelenme vardır.

Süreç kabaca şöyle işler:

1. Transkripsiyon: Bakterilerde rRNA genleri genellikle tek bir operon olarak bulunur (E. coli'de yedi kopya vardır). RNA polimeraz bunu tek bir uzun öncül rRNA (pre-rRNA) olarak yazar. Bu öncül 16S, 23S ve 5S rRNA ile bazı tRNA'ları içerir.
2. Eş zamanlı birleşme: Ribozomal proteinler (r-proteinler) daha rRNA yazılırken ona bağlanmaya başlar. Önce birincil bağlanan proteinler rRNA'yı katlar, ardından ikincil ve üçüncül bağlanan proteinler gelir. Küçük alt birim (30S) 16S rRNA etrafında, büyük alt birim (50S) 23S ve 5S rRNA etrafında kurulur.
3. Olgunlaşma: RNaz III gibi ribonükleazlar öncül RNA'yı keserek ayırır, diğer RNazlar uçları budar. rRNA'lar ayrıca metillenir ve bazı bazları değiştirilir. Bu sırada GTPaz'lar, RNA helikazları ve şaperon benzeri montaj faktörleri alt birimlerin doğru katlanmasına yardım eder.
4. Kalite kontrol: Olgunlaşmamış alt birimler, translasyona katılamayacakları için sürece alınmaz. Bu da hatalı ribozomların protein sentezine girmesini engelleyen doğal bir süzgeç işlevi görür.

Ökaryotla temel fark mekânsal ayrımdır. Ökaryotlarda rRNA çekirdekçikte yazılıp işlenir, alt birimler çekirdek gözeneklerinden sitoplazmaya taşınır. Bakterilerde ise hepsi aynı bölmede, büyük ölçüde nükleoid çevresinde olur. Ribozom DNA'sının yoğun yazıldığı bölgelerin bakterilerde çekirdekçiğe benzer işlev gören kümeler oluşturduğu da gösterilmiştir, ancak bu bir zarla sınırlı organel değildir.

Ayrıca bu bakımdan bakteri hücresi hızlı büyürken toplam enerjisinin büyük bölümünü ribozom yapımına harcar. Bu nedenle rRNA operonlarının çok kopyalı olması ve güçlü promotörlerle yazılması bir uyum olarak görülür.