Rybosomy są strukturami złożonymi z białka i RNA. Dzielą się na podjednostki małe 30S i duże 50S. 

W terapii przeciwbakteryjnej, szereg leków dąży do zaburzenia procesu syntezy białka, która w głównej mierze zależna jest od sprawności i działania rybosomów. Pierwszą grupą takich antybiotyków antybakteryjnych są aminoglikozydy (np. streptomycyna, gentamicina). Działają one na podjednostkę małą rybosomu bakteryjnego, ale już nie eukariotycznego. Po związaniu, hamują inicjację i elongację translacji. W konsekwencji tego procesu nie dochodzi do produkcji białka. Jednak, nie jest to tak proste, jak mogłoby się wydawać, ponieważ pojawia się mechanizm oporności. Na czym polega? Na zmianie miejsca docelowego dla działania leku, przez wystąpienie np. mutacji w genach. Oporność może dotyczyć także modyfikacji leku przez działanie bakteryjnych enzymów. Konsekwencją takiego działania jest utrata zdolności wiązania się z rybosomami.

Drugą grupą leków wykorzystujących rybosomy są makrolidy (erytromycyna) i oksazolidynony. Działanie, w tym przypadku polega na odwracalnym wiązaniu związku do podjednostki 50S, a konsekwencją, podobnie jak przy aminoglikozydach jest hamowanie translacji. Oporność związana jest ze zmianą miejsca kluczowego dla wiązania antybiotyku lub mutacją w genach rybosomalnych białek.

Chloramfenikol również absorbuje 50S podjednostkę rybosomu, blokując wydłużanie łańcucha polipeptydowego.

Czy zatem, wiedza na temat rybosomów jest cenna dla każdego z nas?

Na pytanie o istotności badań na temat rybosomów, dla portalu Biotechnologia.pl odpowiedzi udzieliła Profesor Ada Yonath, laureatka Nagrody Nobla.

Znajomość działania rybosomów, może pomóc nam wszystkim i mieć wpływ na nasze życie, ponieważ odgrywają one kluczową rolę w terapii jako cel dla leków przeciwbakteryjnych.

Jak powstaje oporność? Każde działanie konkretnego leku na bakterie, wywołuje u niej „przeciwdziałanie”, tj drobnoustrój taki stara się zmienić swój metabolizm, aby „uszkodzić” antybiotyk lub wyrzucić z komórki. Mikroby nabywają oporności przez mutację własnego DNA lub zmianę genomu przez ruchome elementach od innych bakterii, czyli transpozony i plazmidy.

Występują 4 główne mechanizmy antybiotykooporności drobnoustrojów. Są to:

1.Hydroliza cząsteczki antybiotyku w wyniku działania enzymów
Inaktywacja antybiotyku zachodzi poprzez zmianę struktury pierścienia leku. Jest to niekorzystne, gdyż antybiotyki te uważane są za najbezpieczniejsze i niewywołujące efektów ubocznych.

2.Enzymatyczna modyfikacja cząsteczki antybiotyku

Aminoglikozydy oddziałują na mniejszą podjednostkę rybosomu bakterii, hamując syntezę białek. Jednak, pod wpływem enzymów bakteryjnych cząsteczka aminoglikozydów ulega podstawieniu grupą acetylową lub adenylową, co hamuje jej działanie.

3.Blokowanie szlaków metabolicznych
Reakcja ta polega na wytworzeniu przez drobnoustrój alternatywnego szlaku metabolicznego, który został zablokowany przez antybiotyk.

4.Efektywne usuwanie leku z komórki – „działanie pompy”
Proces ten polega na aktywnym wyrzucaniu antybiotyku z komórek bakterii.

Przedstawione 4 mechanizmy mają swoje modyfikacje i odmiany, co jeszcze bardziej utrudnia walkę z panującą wśród bakterii antybiotykoopornością, dlatego zasadnym jest poszerzanie wiedzy na temat struktur będących punktem uchwytu takich leków.