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Cada célula viva contiene ADN compuesto de cuatro nucleótidos. El orden preciso de estos nucleótidos codifica genes que instruyen a la célula a producir proteínas y ARN esenciales para el crecimiento y la replicación. Si bien cada cromosoma porta una única copia de ADN por célula, los genes que alberga a menudo se transcriben en numerosas moléculas de ARN.
Las células dependen de tres especies primarias de ARN:ARN mensajero (ARNm), ARN de transferencia (ARNt) y ARN ribosómico (ARNr). El ARNm sirve como modelo para la síntesis de proteínas, mientras que el ARNt y el ARNr facilitan el ensamblaje de aminoácidos en cadenas polipeptídicas. Los ribosomas (máquinas complejas hechas de proteínas y ARNr) traducen el ARNm en proteínas funcionales. En este proceso, el ARNt aporta el aminoácido correcto para que coincida con el codón del ARNm, mientras que el ARNr cataliza la formación del enlace peptídico que une los aminoácidos.
Las células animales típicas contienen miles de millones de proteínas, cada una de ellas sintetizada en un ribosoma. Las células que se dividen rápidamente pueden albergar hasta diez millones de ribosomas, lo que subraya la gran demanda de estas fábricas moleculares.
Un ribosoma consta de dos subunidades que convergen alrededor de una cadena de ARNm para formar una proteína. Las subunidades están compuestas por más de 50 proteínas que brindan soporte estructural, organizadas alrededor de cuatro grandes moléculas de ARNr que mantienen la forma ribosómica y catalizan la reacción de unión peptídica. El ensamblaje de los ribosomas comienza en el núcleo, donde el ARNr se transcribe a partir del ADN, se procesa en fragmentos y se combina con proteínas. Los ribosomas parcialmente ensamblados luego se exportan al citoplasma para su maduración final y están listos para su traducción.
Para cumplir con el requisito de hasta diez millones de ribosomas, las células repiten genes de ARNr en conjuntos en tándem:alrededor de 100 copias de cada gen de ARNr residen en un genoma animal típico. A pesar de esta amplificación, la célula debe transcribir miles de moléculas de ARNr para ensamblar los ribosomas necesarios, lo que explica la abundancia de ARNr en relación con su plantilla de ADN singular por célula.
