细胞生物学基础 教学课件 ppt 作者 员冬梅 主编 李晓文 主审第七章.pptVIP

细胞生物学基础 第七章 核糖体 第一节 核糖体的类型及结构 第一节 核糖体的类型及结构 第一节 核糖体的类型及结构 二、核糖体的基本类型与成分 1. 核糖体的基本类型 根据核糖体在蔗糖密度梯度离心时沉降系数不同，将核糖体分为70S核糖体和80S核糖体两类。原核细胞核糖体的沉降系数为70S，为70S核糖体，其相对分子质量为250010，真核细胞线粒体和叶绿体内的核糖体近似于70S,也属于70S；真核细胞胞质中核糖体的沉降系数为80S，为80S核糖体，相对分子质量为480010。不论70S或80S的核糖体，均由大小不同的两个亚单位构成。体外实验表明70S的核糖体在浓度小于1mmol/L的溶液中，易离解为50S与30S的大小亚单位，当溶液中浓度大于10mmol/L时，两个核糖体常常形成100S的二聚体。80S核糖体具有类似的特征，随着溶液中浓度的降低，80S的核糖体可离解为60S和40S的大小亚单位，当浓度增高时，80S的核糖体又可形成120S的二聚体。 第一节 核糖体的类型及结构 2. 核糖体的化学组成 核糖体的主要成分是蛋白质与RNA。核糖体RNA称为rRNA，蛋白质称r蛋白。r蛋白分子主要分布在核糖体的表面，而rRNA则位于内部，二者靠非共价键结合在一起。在核糖体中rRNA约占60%，蛋白质约占40%。对核糖体的成分分析结果如表7-1所示 第一节 核糖体的类型及结构 三、核糖体的结构 在电镜下，核糖体具有一定的三维结构（图7-2） 第一节 核糖体的类型及结构 有人认为大亚单位上尚有一垂直于隧道的通道，在蛋白质合成时，新合成的多肽链中有30~40个氨基酸受到保护，不受蛋白水解酶的分解（图7-3）。 第一节 核糖体的类型及结构 核糖体具有复杂的三维结构，含有与蛋白质合成密切相关的四个功能活性部位（图7-4） 第二节 核糖体与蛋白质的生物合成 一、mRNA与遗传密码 真核细胞的遗传信息蕴藏于DNA双链的核苷酸排列顺序中。通过转录（以DNA为模板合成mRNA的过程），遗传信息传递到mRNA分子中。mRNA是由四种碱基（U、C、A、G）组合而成的核苷酸单链。 mRNA分子中三个相邻的核苷酸碱基组成一个三联体，特定的三个碱基顺序构成一个密码子,每个密码子决定相应的氨基酸，如AAA决定赖氨酸、GCU决定丙氨酸。此外，还有一些密码子是起始密码（AUG）和终止密码（UAA、UAG、UGA），启动和终止肽链的合成。mRNA分子中的所有密码子统称为遗传密码。生物体内的20种氨基酸均有对应的遗传密码，因此mRNA分子中核苷酸的排列顺序决定了多肽链中氨基酸的排列顺序，进而决定了蛋白质的种类。 第二节 核糖体与蛋白质的生物合成 二、tRNA与氨基酸转运 由于mRNA的密码子不能直接识别氨基酸，所以氨基酸必须先与相应的tRNA结合形成氨基酰-tRNA，才能运到核糖体上。tRNA分子是由单链RNA折叠形成的类似于一种三叶草的叶型结构。在这个结构上与蛋白质合成关系最密切的有两个区域：一个是氨基酸臂区，它可以特异性地与氨基酸连接；另一个重要区域是与mRNA密码子互相配对的三个碱基即反密码子。tRNA以其反密码子来辨认mRNA的密码子，通过碱基互补形成氢键连接，将相应的氨基酸转运到核糖体上，进行蛋白质的合成。因此，某一特定的氨基酰-tRNA能否进入核糖体，取决于氨基酰-tRNA的反密码子与mRNA密码子是否互相识别(互相配对)。例如丙氨酸-tRNA的反密码子为CGC，就可以和mRNA上的GCG密码子相配，从而把丙氨酸带入核糖体进行蛋白质合成。 第二节 核糖体与蛋白质的生物合成 三、蛋白质的生物合成过程 蛋白质生物合成的机理十分复杂，整个过程涉及三种RNA (mRNA、tRNA、rRNA)、几种核苷酸(ATP、GTP)及一系列酶和蛋白辅助因子。几年前，对它的认识只限于原核细胞的蛋白质合成，但近几年来，对真核细胞蛋白质合成过程也有了较多的了解。下面以原核细胞为例来说明蛋白质的生物合成过程。 第二节 核糖体与蛋白质的生物合成 1. 肽链合成的开始 肽链合成的启动首先是在起始因子 (initiation，IF)和GTP的作用下，核糖体30S小亚基与mRNA的起始密码子AUG的所在部位结合，紧接着，第一个氨基酰-tRNA即甲酰甲硫氨基酰-tRNA也结合上去，形成30S起始复合体，然后大亚基再与小亚基结合，形成70S起始复合体(图7-5A)。在70S起始复合体上，甲酰甲硫氨基酰-tRNA上的反密码子与mRNA上的起始密码子AUG互补配对，且恰好结合在核糖体的P位上