Η πρώτη χρυσή περίοδος για την ερευνά στο ριβόσωμα φαίνεται να τελειώνει

Συχνά στην ιστορία των επιστημών παρουσιάζεται το φαινόμενο μια επιστημονική περιοχή να είναι σε μεγάλη ανάπτυξη ενώ σε μια άλλη να μην παρουσιάζει κανένα ενδιαφέρον Η πρώτη χρυσή περίοδος για την ερευνά στο ριβόσωμα φαίνεται να τελειώνει το 1969 με το συνέδριο στο Cold Spring Harbor που έχει τον τίτλο Μηχανισμός της πρωτεινοσύνθεσης

Η σημασία των πειραμάτων ανασυγκρότησης της 30S ριβοσωμικής υπομονάδος είχε διπλή σημασία Πρώτον απεδείκνυε ότι όλες οι πληροφορίες που χρειάζονται για την σωστή ανασυγκρότηση του οργανιδίου περιέχονται στην δομή των ιδίων του των συστατικών καθώς επίσης οτι μη ριβοσωμικοί παράγοντες δεν χρειάζονται για να συγκροτηθεί λειτουργική ριβοσωμική υπομονάδα Δεύτερον έδειχνε ότι η μεθοδολογία ανασυγκρότησης μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να διερευνηθεί εάν ενα εξατομικευμένο συστατικό είναι ουσιώδες για την συγκρότηση του ριβοσώματος ή για κάποια συγκεκριμένη ριβοσωμική λειτουργία

Κατά την ανασυγκρότηση της 30 S υπομονάδος δείχθηκε ότι το 16S RNA είναι ουσιώδες τόσο για τη συγκρότηση της υπομονάδος όσο και για τη λειτουργία της. Η αναγκαιότητα για συγκρότηση της 30S ριβοσωμικής υπομονάδος με συγκεκριμένο 16S RNA φαινόταν να είναι εντελώς εξειδικευμένη. Το 16S RNA που απομονωνόταν από τους ζυμομύκητες, παρόλο που είχε παρόμοια δευτεροταγή δομή με εκείνη την οποία είχε το RNA που απομονωνόταν από την Ecoli, δεν μπορούσε να το αντικαταστήσει σε πειράματα ανασυγκρότησης.

Για τους βιοχημικούς του 1969 το ριβόσωμα εθεωρείτο ως μία πολυμεράση η οποία χρησιμοποιεί το αμινοακυλο t- RNA ως υπόστρωμα για τη βιοσύνθεση πρωτεϊνών υπό την καθοδήγηση μηνύματος RNA. Βέβαια εύκολα μπορούσε να διαπιστώσει κανείς ότι το ριβόσωμα διαφέρει από τις άλλες πολυμεράσες ως προς το μέγεθος. Εκείνο όμως που το διαφοροποιεί πλήρως από τις πολυμεράσες είναι η παρουσία των τριών μορίων RNA.

Για μια σειρά λόγους η έρευνα για το ριβόσωμα μετά το 1969 έχασε το ενδιαφέρον της και κύρια διότι οι ερωτήσεις μετά το 1969 ήταν εντελώς διαφορετικές Δεν είναι ενδιαφέρον τι κάνουν τα ριβοσώματα αλλά με ποιους μηχανισμούς το κάνουν Τα ριβοσώματα εμφάνιζαν τουλάχιστον εκείνα τα χρόνια κάποια μοναδικότητα. Δεν υπήρχαν τότε γνωστά άλλα ένζυμα τα οποία να περιέχουν RNA και πολλοί επιστήμονες το έβρισκαν μάλλον άχαρο να ασχολούνται με τέτοια περίεργα ένζυμα Το ριβοσωμικό RNA ήταν αρκετά μεγάλο για να δουλευτεί με επιτυχία με την τεχνολογία του 1970,οι, δε ριβοσωμικές πρωτεΐνες ήταν σχετικά δυσδιάλυτες και δεν είχαν ενεργότητες με τις οποίες θα μπορούσαν να προσδιορισθούν εύκολα Η απομόνωση μεταλλαγμένων πρωτεινών ήταν δύσκολο να εντοπισθούν και οι μεταλλάξεις σε RNA ήταν περιορισμένες αφού το ριβοσωμικά RNA κωδικοποιείται από πολλά γονίδια

Πέρα όμως από τις παραπάνω δυσκολίες τα ριβοσώματα εκείνα τα χρόνια παρουσίαζαν μοναδικότητα. Η αντεπίδραση RNA και πρωτεϊνών για την συγκρότηση λειτουργικών σωματιδίων παρουσιαζόταν μόνο στα συγκεκριμένα σωματίδια και βεβαίως εκείνα τα χρόνια ήταν ένα πολύπλοκο πρόβλημα. Η μόνη ελπιδοφόρα εξέλιξη που υπήρχε εκείνα τα χρόνια ήταν η ανάπτυξη τεχνικών για τον καθαρισμό των πρωτεϊνών και την ανασυγκρότηση των σωματιδίων in vitro. Όμως τα ανασυγκροτούμενα σωματίδια δεν παρουσίαζαν καμία λειτουργικότητα.

Τον καιρό όμως που το ριβόσωμα δεν βρισκόταν στο κέντρο του ενδιαφέροντος κατορθώθηκαν πολύ σημαντικά πράγματα. Καθαρίσθηκαν οι 52 ριβοσωμικές πρωτεΐνες και σε πολλές περιπτώσεις προσδιορίσθηκε η πρωτοδιάταξη τους και παρασκευάσθηκαν ειδικά αντισώματα έναντι της κάθε μία από αυτές. Χρησιμοποιήθηκαν τεχνικές ανοσοηλεκτρονικής μικροσκοπίας με την οποία κατορθώθηκε να προσδιορισθεί η τοπογραφία των ριβοσωμικών πρωτεϊνών επάνω στις ριβοσωμικές υπομονάδες.

Η έρευνα στο ριβόσωμα ξανακέρδισε το ενδιαφέρον των επιστημόνων τα τελευταία χρόνια και τούτο διότι Ανακαλύφθηκαν τα RNA τα οποία λειτουργούν σαν ένζυμα κατά την αυτοωρίμανση του προδρόμου RNA Ανεπτύχθησαν μέθοδοι κλωνοποίησης και προσδιορισμού πρωτοδιάταξης των ριβοσ.rna Διερευνήθηκε ο τρόπος σύνθεσης των ριβοσωμικών πρωτεινών Έχουν προσδιορισθεί τα γονίδια για πολλές ριβοσωμικές πρωτεΐνες έχουν εκφρασθεί και έτσι δόθηκε η ευκαιρία μελέτης των φυσικοχημικών τους ιδιοτήτων Εντοπίσθηκαν ομοιοπολικές τροποποιήσεις των ριβοσωμικών πρωτεινών και ιδιαίτερα των όξινων, και διετυπώθησαν ελκυστικά μοντέλα για την συμμετοχή τους στον μεταφραστικό έλεγχο Διατυπώθηκαν κρυσταλλογραφικά μοντέλα των ριβοσωμικων υπομονάδων με ιδιαίτερα καλή διακριτική ικανότητα

Ο λειτουργικός ρόλος του κάθε ριβοσωμικού συστατικού έχει εξετασθεί με διάφορες προσεγγίσεις αλλά και με συνδυασμό προσεγγίσεων Με ανασυγκρότηση ριβοσωμάτων από τα οποία απομακρύνονται ένα ή περισσότερα συστατικά Με ειδική απομάκρυνση του κάθε συστατικού από το ριβόσωμα Με τροποποίηση του συστατικού αφού απομονωθεί από το ριβόσωμα και πριν επανατοποθετηθεί πίσω σ αυτό Με χρησιμοποίηση ειδικών ιχνηθετών οι οποίοι δεσμεύονται σε ειδικές περιοχές (π,χ συμπληρωματικά ολιγονουκλεοτίδια για συγκεκριμένες περιοχές του ριβοσωμικού RNA η αντισώματα για τις πρωτεϊνες Με χρησιμοποίηση ιχνηθετών οι οποίοι επιτελούν επιλεκτική σήμανση επάνω στο ριβόσωμα και στην συνέχεια μετά αφ οτου ακτινοβοληθούν μπορούν να διασυνδεθούν χημικά με ορισμένες γειτονικές ομάδες. Με γενετικές αναλύσεις που γίνονται με την βοήθεια ειδικών μεταλλάξεων κατα τις οποίες επηρεάζεται μια συγκεκριμένη λειτουργία ή δημιουργούνται ριβοσώματα τα οποία στερούνται συγκεκριμένης πρωτεΐνης)

Το μεγάλο όμως μέρος των ριβοσωμικών λειτουργιών αναφέρεται στις διεργασίες εκείνες που επισυμβαίνουν κατά τον κύκλο του ριβοσώματος. Μεταξύ των λειτουργιών αυτών περιλαμβάνονται: 1. Ειδική δέσμευση και επακόλουθη απελευθέρωση των διαφόρων παραγόντων που συμμετέχουν στις διάφορες φάσεις. 2. Δέσμευση του mrna στην κατάλληλη περιοχή αποκωδικοποιώντας και διευθετώντας τον κώδωνα έναρξης AUG στη P θέση. 3. Δημιουργία και διατήρηση των θέσεων δέσμευσης των trna. 4. Έλεγχος αξιοπιστίας. Απομάκρυνση των αμινοακυλο t-rna τα οποία έχουν εσφαλμένα τοποθετηθεί στην Α θέση. 5. Αντίδραση δημιουργίας πεπτιδικού δεσμού με τη βοήθεια της πεπτιδυλοτρανσφεράσης. 6. Μετακίνηση του mrna σε σχέση με το ριβόσωμα. 7. Απελευθέρωση της νεοσυντιθέμενης πρωτεΐνης που κωδικοποιείται από το μεταφραζόμενο mrna.

Mερικές από τις λειτουργίες που επιτελούνται από τα ριβοσωμικά συστατικά είναι και οι παρακάτω Στα βακτηριακά ριβοσώματα υπάρχουν συστατικά τα οποία έχουν λειτουργίες οι οποίες σχετίζονται με την ανασυγκρότηση του ριβοσώματος Με την βοήθεια συγκεκριμένων ριβοσωμικών συστατικών επιτελείται η σύνθεση δυο παραγώγων του γουανυλικού οξέως (5 διφωσφορικό και 3 διφοσφωρικό) τα οποία ρυθμίζουν την ταχύτητα μεταγραφής τόσο των οπερωνίων των ριβοσωμικών RNA όσο και ορισμένων άλλων οπερωνίων μέσα στο βακτηριακό κύτταρο Ορισμένα ριβοσωμικά συστατικά πιστευεται σήμερα ότι παίζουν σημαντικό ρόλο στην αποικοδόμηση του ριβοσώματος

Βεβαίως είναι αναγκαίο να τονισθεί ότι από την αρχή που επαναεκδηλώθηκε το ενδιαφέρον για το ριβόσωμα και έγινε προσπάθεια προσδιορισμού του ρόλου των επιμέρους συστατικών αλλά και ολόκληρου του ριβοσώματος στην πορεία της πρωτεϊνοσύνθεσης, η κύρια δραστηριότητα έχει εστιασθεί στον τρόπο με τον οποίο τα διάφορα συστατικά είναι οργανωμένα στο ριβόσωμα.

Η ερώτηση για τον τρόπο οργάνωσης του RNA και των ριβοσωμικών πρωτεϊνών στο ριβόσωμα έχει προσεγγισθεί από διάφορα σημεία. Με τον προσδιορισμό της σχετικής γειτνίασης των ριβοσωμικών πρωτεϊνών Με την αντεπίδραση RNA και πρωτεϊνών. Με τον προσδιορισμό της θέσης των συστατικών στο ριβόσωμα όπως παρατηρείται με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο.

Οι πιο χρήσιμες τεχνικές για τον προσδιορισμό των σχετικών θέσεων των ριβοσωμικών πρωτεϊνών είναι: Η διασύνδεση τους με διάφορα διλειτουργικά αντιδραστήρια και εν συνεχεία ο εντοπισμός τους με περίθλαση με δέσμη νετρονίων. Στην τεχνική αυτή τα ριβοσώματα ανασυγκροτούνται από τα συστατικά τους. Δύο από τις πρωτεΐνες του ριβοσώματος αντικαθίστανται από σεσημασμένες πρωτεΐνες επάνω στις οποίες είναι δυνατή η σκέδαση δέσμης νετρονίων ώστε να εξασφαλίζεται μια αντίθεση σε σχέση με το υπόλοιπο μόριο.

Από τέτοιου είδους πειράματα προέκυψε ότι: Ορισμένες πρωτεΐνες φαίνεται να αντεπιδρούν κατευθείαν με το RNA κατά την ανασυγκρότηση in vitro και πιθανά in vivo. Υπάρχει ακριβής σειρά με την οποία οι πρωτεΐνες Υπάρχει ακριβής σειρά με την οποία οι πρωτεΐνες αντεπιδρούν με το mrna καθώς επίσης και η ύπαρξη εξειδικευμένων θέσεων τις οποίες καταλαμβάνουν.

Η ακριβής θέση στην οποία καταρχάς προσδένονται οι πρωτεΐνες προκειμένου να συγκροτήσουν τη μικρή ριβοσωμική υπομονάδα στους προκαρυωτικούς οργανισμούς προσδιορίσθηκε με ένα πολύ απλό τρόπο. 16 S ριβοσωμικό RNA επωάζεται με τις πρωτεΐνες της μικρής ριβοσωμικής υπομονάδας ώστε να εξασφαλισθεί πρωτογενής αντεπίδραση RNA και πρωτεϊνών. Με τη βοήθεια ριβονουκλεάσης αποικοδομείται το 16S RNA που δεν καλύπτεται από ριβοσωμικές πρωτεΐνες. Τα ριβονουκλεοπρωτεϊνικά σωματίδια διαχωρίζονται, εκχυλίζονται οι πρωτεΐνες και προσδιορίζεται η αλληλουχία των νουκλεοτιδίων στο RNA.

Έτσι προσδιορίστηκαν οι πρωτεΐνες που αντεπιδρούν κατευθείαν με το 16S RNA και το 5SRNA. Οι πρωτεΐνες αυτές φαίνεται να είναι S 4, S 7, S 8, S 15, S 17, S 20, L 5, L 18, L 225 αντίστοιχα.

Η κατάσταση με το 23SRNA είναι πιο περίπλοκη Αρχικά προσδιορίσθηκε μια ομάδα δέκα πρωτεϊνών. Αυτές φαίνεται να είναι L 1, L 2, L 3, L 4, L 6, L 13, L 16, L 20, L 23 και L 24. Τελευταία ο κατάλογος έχει επεκταθεί και περιλαμβάνει τις μισές περίπου πρωτεΐνες της 50S ριβοσωμικής υπομονάδας. Αυτό πιθανά αντικατοπτρίζει μια μεγαλύτερη πολυπλοκότητα της δομής αλλά και υποδηλώνει ότι οι περισσότερες πρωτεΐνες βρίσκονται σε επαφή με το RNA.

Η συντηρητικότητα ως προς την περιοχή του RNA που δεσμεύονται πολλές ριβοσωμικές είναι εντυπωσιακή. Η L 23 είτε απομονώνεται από την Ecoli, είτε απομονώνεται ανά το ζυμομύκητα, δεσμεύεται στην ίδια περιοχή. Αυτό παρόλο που η πρωτεΐνη που απομονώνεται από τους δύο αυτούς οργανισμούς παρουσιάζει μικρή ομοιότητα ως προς τη δομή.

Αρκετά νωρίς έγινε κατανοητό ότι η διερεύνηση των λειτουργιών των διαφόρων συστατικών του ριβοσώματος και πολύ περισσότερο η κατανόηση των ρυθμιστικών λειτουργιών στις οποίες συμμετέχουν σχετίζονται άμεσα με τη μελέτη στο χώρο των διαφόρων ριβοσωμικών συστατικών και βέβαια των αντεπιδράσεων τα οποία εκείνα παρουσιάζουν στα διάφορα στάδια της πρωτεϊνοσύνθεσης. Κατά συνέπεια οι έρευνες εστιάσθηκαν στα ριβοσωμικά RNA και τις ριβοσωμικές πρωτεΐνες που συγκροτούν το ριβόσωμα.

Τα συγκροτήματα των ριβοσωμικών γονιδίων απαντούν σε λίγες θέσεις οι οποίες είναι γνωστές σαν οργανωτές πυρηνίσκων εξαιτίας της ικανότητας τους να συνδέονται με τον πυρηνίσκο. Υπάρχει μια μεγάλη ποικιλότητα όσον αφορά στον αριθμό, τη διευθέτηση, το μέγεθος και τη θέση στο χρωμόσωμα των ριβοσωμικών γονιδίων.

Τα γονίδια για τα rrna στο γενετικό υλικό της E.coli εχουν εντοπισθεί σε επτά μεταγραφικές μονάδες οι οποίες διευθετούνται σε οπερώνεια τα οποία ορίζονται rrna εως E.G.H Το κάθε οπερώνειο περιέχει τα γονίδια για τα τρία ριβοσωμικά RNA κατά την σειρά 16S,23S 5S μαζί με ενα ή περισσότερα γονίδια t-rna Κάθε γονίδιο χωρίζεται από το επόμενο με μια μεταγραφόμενη συνδετική περιοχή Ο αριθμός και η διευθέτηση του t- RNA γονιδίου μέσα σε ενα οπερώνειο ποικίλει

Διάταξη t-rna γονιδίων μεσα στα οπερώνεια Στα τέσσερα από τα επτά οπερώνεια στην συνδετική περιοχή μεταξύ 16S και 23S περιέχεται το t-rnaglu Στα αλλα τρία οπερώνεια στην αντίστοιχη περιοχή περιέχονται τα γονίδια πού κωδικοποιούν για t- RNAileu και t-rnaala Υπάρχουν ακόμη γονίδια πού κωδικοποιούν για το t-rna και ευρίσκονται μετά το γονίδιο πού κωδικοποιέι για το 5S Στο rrnc υπάρχει το γονιδιο για trnatrp και trnaasp Στο rrnd περιέχει δύο γονίδια για 5S και στη μέση t-rnaphe

Χαρακτηριστικά του Ριβοσωμικού RNA Στο ριβοσωμικό RNA εκτός του 5S περιέχεται ένας μικρός αριθμός ειδικά τροποποιημένων (κύρια μεθυλιωμένων νουκλεοτιδίων) Στο 16S και 23S υπάρχουν πολλές μεθυλιωμένες βάσεις τρια παράγωγα ψευδοουριδίνης και τρία παράγωγα ριβοθυμιδίνης. Στο 18S υπάρχουν 46 μεθυλιωμένες βάσεις και 37 παράγωγα ψευδοουριδίνης Στο 28S υπάρχουν 71 μεθυλιωμένες βάσεις και 60 παράγωγα ψευδοουριδίνης Τα ριβοσωμικά RNA που απομονώνονται από τους διαφόρους οργανισμούς διαφέρουν ως προς το μέγεθος Η διακύμανση είναι από 597-1957 για το RNA της μικρής και από 1152-4718 για το RNA της μεγάλης ριβοσωμικής υπομονάδος Σε κάθε τάξη ριβοσωμικών RNA υπάρχουν λίγες και σχετικά μικρές συντηρητικές περιοχές πού έχουν όμως μεγάλη σημασία μια και υπάρχουν σε κοινού τύπου δευτεροταγείς δομές. Ένα τμήμα της δευτεροταγούς δομής που υπάρχει στο 12S S RNA που απομονώνεται από τα ανθρώπινα μιτοχόνδρια υπάρχει στο 16SRNA που απομονώνεται από την E.coli και στο 18S που απομονώνεται από τον Xenopus

Αυτονόητο ήταν λοιπόν να εστιασθεί η έρευνα στον εντοπισμό των κοινών δομών που υπάρχουν στα διάφορα ριβοσωμικά RNA οι οποίες πιθανότατα θα είναι εκείνες που παίζουν σημαντικό ρόλο στις διάφορες λειτουργίες. Έτσι διαπιστώθηκε ότι σε κάθε τάξη ριβοσωμικών RNA Έτσι διαπιστώθηκε ότι σε κάθε τάξη ριβοσωμικών RNA υπάρχουν λίγες και σχετικά μικρές συντηρητικές περιοχές που υποστηρίζεται ότι έχουν μεγάλη σημασία μια και υπάρχουν σε κοινού τύπου δευτεροταγείς δομές.

Τα μοντέλα δευτεροταγούς δομής για το RNA έχουν δημιουργηθεί με συνδυασμό συγκριτικών μελετών και πειραματικής ανάλυσης Προς το παρόν είναι δύσκολο να γίνει λεπτομερής πρόγνωση της δευτεροταγούς δομής με υπολογιστή που να βασίζεται σε θερμοδυναμική ανάλυση της α-ελικας διότι τα μόρια είναι αρκετά μεγάλα και γι αυτό η δευτεροταγής δομή μπορεί να υποτεθεί μόνο στις περιπτώσεις πού εχει προσδιορισθεί η ακολουθία των βάσεων

Πειραματικός έλεγχος της δευτεροταγούς δομής του RNA μπορεί να γίνει Με αντιδραστήρια τα οποία για να δράσουν απαιτούν μονόκλωνες περιοχές ( π.χ ωρισμένες νουκλεάσες χημικά αντιδραστήρια,ολιγονουκλεοτίδια ανιχνευτάς) Με μεθόδους οι οποίες μπορούν να εντοπίσουν δίκλωνες περιοχές όπως είναι η απομόνωση των κλασμάτων εκείνων του RNA που παρουσιάζουν ζευγάρωμα βάσεων

Αρκετά νωρίς έγινε κατανοητό ότι η διερεύνηση των λειτουργιών των συστατικών του ριβοσώματος και πολύ περισσότερο η κατανόηση των ρυθμιστικών λειτουργιών στις οποίες συμμετέχουν σχετίζονται άμεσα με τη μελέτη στο χώρο των διαφόρων ριβοσωμικών συστατικών και βέβαια των αντεπιδράσεων τα οποία εκείνα παρουσιάζουν στα διάφορα στάδια της πρωτεϊνοσύνθεσης. Κατά συνέπεια οι κρυσταλλογραφική συστατικών. έρευνες εστιάσθηκαν στην διερεύνηση των διαφόρων

Λόγω της μεταβολής της ηλεκτρονικής πυκνότητος (παρουσία φωσφορικών ομάδων ) είναι δυνατός ο προσδιορισμός των μονοκλώνων και δικλώνων περιοχών στο ριβοσωμικό RNA Με βάση τα δεδομένα αυτά βρέθηκε οτι στο ελευθερο πρωτεινών τμήμα στην επιφάνεια της υοπομονάδος εμφανίζεται μια πυκνότητα η οποία αντιστοιχεί σε περιοχή διπλής ελικας.η περιοχή αυτή αντιστοιχεί στην τελευταία περιοχή μίσχου θηλειάς του 16 S RNA Δεδομένου οτι οι δύο αλυσίδες RNA ειναι διακριτές μπορούν να εντοπισθούν η βαθειά κύρια και η ρηχή δευτερευουσα κοιλότητα

Αν και οι προτεινόμενες δευτεροταγείς δομές για το ριβοσωμικό RNA είναι βασισμένες κατά το μεγαλύτερο μέρος στη θεώρηση του RNA έξω από το ριβόσωμα υπάρχει κάθε λόγος να πιστεύουμε ότι είναι πολύτιμες και για το RNA που υπάρχει στο ριβόσωμα.

Με τις σύγχρονες κρυσταλλογραφικές μεθόδους είναι σήμερα δυνατόν να προσδιορισθεί σε υψηλή ευκρίνεια η δευτεροταγής και η τριτοταγής δομή του RNA. Με βάση το κρυσταλλογραφικό μοντέλο για το 16S RNA στη δευτεροταγή δομή εντοπίζονται χαρακτηριστικές περιοχές που αναφέρονται ως κεφαλή (head), ράμφος (beak), λαιμός (neck), πλατφόρμα (platform), ώμοι (shoulder), σώμα (body), και δομή μίσχου θηλείας στην 3 μικρή περιοχή (spur).

Όπως ήταν αναμενόμενο από τη μελέτη της δευτεροταγούς δομής του ριβοσωμικού RNA βγήκαν διάφορα συμπεράσματα μεταξύ των οποίων περιλαμβάνονται: Οι τεσσερεις περιοχές της δευτεροταγούς δομής του 16S RNA ξεκινούν από ενα κεντρικό σημείο του λαιμού και είναι στενά συνδεδεμένες στην περιοχή αυτή η οποία χαρακτηρίζεται ως η λειτουργικά σημαντικώτερη περιοχή της 30S υπομονάδος

Χαρακτηριστικά της 5 περιοχής Η 5 περιοχή αποτελεί το συστατικό του σώματος του RNA Περιλαμβάνει 19 δομές ελικας και εκτείνεται κατα μήκος της επιφανειας των ριβοσωμικών υπομονάδων Υποδιαιρείται σε τρείς υποπεριοχές που αντιστοιχούν στην ανώτερη μέση και κατωτερη της δευτεροταγούς περιοχής Ιδιαιτερα σημασία παρουσιαζουν οι θηλειές Η16 Η17 και Η18 Η Η11 διαθέτει δύο ευκαμπτες περιοχές που επιτρεπουν στην δομή της θηλειάς να βρεθεί κοντα στην H17 Yπάρχει μια ασυνηθιστη αλληλεπίδραση αναμεσα στις συντηρητικές δομές UACG και GAAA των Η18 και Η14 στην επιφάνεια μεταξύ των ριβοσωμικών υπομονάδων

Οι αλληλεπιδράσεις των δομών ελικας του 16S RNA εχουν ως αποτέλεσμα την διαμόρφωση των τριών συμπαγών δομών του 16S RNA ( 5 περιοχή,κεντρική περιοχή και 3 μεγάλη περιοχή και της εκτεταμένης 3 μικρής περιοχής ) Οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των περιοχών αυτών δημιουργούν τις λειτουργικά σημαντικές θ εσεις πρόσδεσης της μεγάλής ριβοσωμικής υπομονάδος του trna και του mrna

Με βάση τους πιθανούς δεσμούς που αναπτύσσονται μεταξύ των διαφόρων ομάδων που υπάρχουν στην δευτεροταγή δομή προτάθηκαν μοντέλα για την πιθανή τριτοταγή δομή που το συγκεκριμένο RNA διαμορφώνει στο χώρο.

Οι δευτεροταγείς δομές πού έχουν περιγραφεί για τα ριβοσωμικά RNA υπόκεινται στους παρακάτω περιορισμούς Οι προτεινόμενες δευτεροταγείς δομές για το ριβοσωμικό RNA είναι βασισμένες κατά το μεγαλύτερο μέρος στην θεώρηση του RNA έξω από το ριβόσωμα υπάρχει βέβαια κάθε λόγος να πιστεύομε ότι είναι πολύτιμες και για το RNA που υπάρχει στο ριβόσωμα Υπάρχει πιθανότητα να αναπτύσσονται δεσμοί υδρογόνου σε επίπεδο τριτοταγούς δομής πού η δευτεροταγής δομή βέβαια δεν παίρνει υπ οψη της Υπάρχει πιθανότητα οι ριβοσωμικές πρωτεΐνες να αντεπιδρούν με το ριβοσωμικό RNA και να του μεταβάλλουν την δομή

Χαρακτηριστικά των Ριβοσωμικών Πρωτεινών Η 30 S ριβοσωμική υπομονάδα έχει 21 διαφορετικές πρωτεΐνες που ονομάζονται από S1-S21 S21 και υπάρχει ένα μόνο αντίγραφο από την κάθε μία στην υπομονάδα Η 50S ριβοσωμική υπομονάδα εθεωρείτο οτι είχε 34 διαφορετικές πρωτεΐνες που ονομαζόταν L1-L34 L34 Ο αριθμός μεταβλήθηκε όταν διαπιστώθηκε οτι Η L8 είναι ενα σύμπλεγμα της L7/L12 H L10 και L26 είναι όμοιες μέ την S20 H L7 είναι η ακετυλιωμένη μορφή της L12 Όλες οι πρωτεΐνες είναι ανόμοιες και υπάρχουν σε ένα αντίγραφο εκτός από το ζεύγος L7/L12 που υπάρχει σε τέσσερα αντίγραφα Όλες οι ριβοσωμικές πρωτεΐνες από χημικής απόψεως είναι βασκικές εκτός από την S1,S6,L7,L12 που είναι όξινες Το μοριακό βάρος των πρωτεινών κυμαίνεται από 9.000-35.000 Στις ριβοσωμικές πρωτεΐνες των προκαρυωτικών υπάρχει πλήρης αλληλούχηση των πρωτεινών και απομόνωση των γονιδίων που τις κωδικοποιούν

Εν αντιθέσει με αυτά που έχουν βρεθεί για τους προκαρυωτικούς οργανισμούς, για τους ευκαρυωτικούς υπάρχουν διαθέσιμες μόνο λίγες ακολουθίες ριβοσωμικών πρωτεϊνών. Από τα δεδομένα της πρωτοδιάταξης σε συνδυασμό με τα δεδομένα που λαμβάνονται από ανοσοχημικές μεθόδους προκύπτει το συμπέρασμα ότι υπάρχει μια μικρή μόνο ομολογία μεταξύ των ριβοσωμικών πρωτεϊνών, των προκαρυωτικών και των ευκαρυωτικών οργανισμών.

Βέβαια για την τελική διαμόρφωση της τριτοταγούς δομής της 30S υπομονάδος χωρίς αμφιβολία κυρίαρχο ρόλο παίζουν και οι ριβοσωμικές πρωτεΐνες. Για αυτό και έγινε μια συστηματική προσπάθεια για την κρυσταλλογραφική τους μελέτη αλλά και την καταγραφή των αντεπιδράσεων μεταξύ των πρωτεϊνών και του RNA.

Βέβαια για την τελική διαμόρφωση της τριτοταγούς δομής της 30 S υπομονάδος χωρίς αμφιβολία κυρίαρχο ρόλο παίζουν και οι ριβοσωμικές πρωτεΐνες για αυτό και έγινε μια συστηματική προσπάθεια για την κρυσταλλογραφικής τους μελέτη αλλά και την καταγραφή των αντεπιδράσεων μεταξύ των πρωτεϊνών και του RNA.

Η δυνατότητα παρατήρησης των δομών α- ελικας και β-πτυχωτής επιφάνειας των πρωτεινών εκανε εφικτή την τοποθέτηση στον χάρτη της ηλεκτρονικής πυκνότητος πρωτεινών με γνωστή δομή οπως η S15 και η S16 που βρίσκονται σε επαφή με το ιδιο τμήμα δίκλωνου RNA

Η κατανομή των πρωτεινών στην 30 S ριβοσωμική υπομονάδα εμφανίζεται ασυμμετρη Οι πρωτείνες συγκεντρώνονται στην κορυφή τα πλαινά τμήματα και το οπίσθιο της υπομονάδος Καμμιά δεν προσδένεται ολοκληρωτικά στο εσωτερικό μιας ριβοσωμικής περιοχής αν και η S20 βρίσκεται ανάμεσα στην 5 και 3 περιοχή Η επιφάνεια μεταξύ των δύο ριβοσωμικών υπομονάδων εμφανίζεται ελευθερη πρωτεινών με εξαιρεση της S7 και S12 η οποία εμφανίζεται κοντά στην περιοχή αποκωδικοποίησης στην κορυφή ελικας Η44 του RNA Πρωτείνες στην περιφέρεια της υπομονάδος επιτρέπουν την επαφή με την 50S υπομονάδα