细胞生物学-第七章-核糖体.ppt

第七章核糖核蛋白体（ribosome）核糖体颗粒存在于所有类型的活细胞中，游离在细胞质中或附着在粗糙型内质网上，特别在快速增殖的细胞中含量更多。也存在于细胞核、线粒体和叶绿体内。在真核细胞中很多核糖体附着在内质网的膜上，称为附着核糖体，它与内质网形成复合细胞器，即粗面内质网。在原核细胞质膜内侧也常有核糖体着附。还有一些核糖体不附着在膜上，呈游离状态，分布在细胞质基质内，称游离核糖体。附着在内质网膜上的核糖体与游离核糖体所合成的蛋白质种类不同，但核糖体的结构与化学组成是完全相同的。可用分级分离法把核糖体颗粒从细胞内分离出来。这些颗粒是蛋白质合成的中心场所。在细胞的蛋白质“工厂”里的一条装配线上，核糖体犹如一台台机器一样，它们沿着这条装配线向前移动，最后，每个核糖体制造一个完整的产物——蛋白质。第一节核糖体的性质与结构一、一般性质核糖体的电子密度浓，每个核糖体由大小两个亚基单位组成。不同来源的核糖体，它们的形状、大小和化学组成稍有不同。为了方便，依照核糖体的沉降系数，把不同来源的核糖体分为70S型（具有30S和50S两个亚基单位）和80S型（具有40S和60S两个亚基单位）两大类。80S在真核细胞的细胞质中，70S在原核细胞以及真核细胞的线粒体与叶绿体中。在正常生长的细胞中，大多数的核糖体担负着蛋白质的合成任务，它们经常丛集或串联在一起，由一条宽度为1nm的mRNA细线贯通着。这些聚集的核糖体叫做多核糖体。一个多核糖体由5－6个核糖体串联而成，也可多至50个以上。二、核糖体的结构与组成核糖体是无膜的细胞器，主要成分是蛋白质与RNA。核糖体的RNA称为rRNA，约占60%，蛋白质约占40%，蛋白质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。所有来源的大亚单位（50s到60s）各含有一个大核糖体RNA（rRNA）分子（23s到28s）和一个小的5srRNA（约含有125个核苷酸），线粒体中核糖体有些具有，有些无此RNA；小亚单位仅含一个rRNA分子（16s到18s）。在有些真核细胞中80s大亚单位中还含有一个较5srRNA稍大的RNA（5.5s，5.8s或7S），因此，每个核糖体含有大小不等的三种RNA分子，它们都容易纯化。三、细菌核糖体的分离和重组1.分离细菌的70s核糖体，含有二个亚单位，它们的漂浮单位分别为50s和30s，都含有RNA和蛋白质。这些RNA和蛋白质都可分离，其步骤如下：（1）在离心的溶液中Mg2＋的浓度降低到1mmol/L以下就可把70s核糖体（单体）分裂成50s和30s大小两个亚单位；（2）将收集的亚单位在氯化铯溶液中离心，就可分裂为分裂蛋白质和核心（由RNA和蛋白质组成），核心的漂浮单位分别为40s和23s。这些核心没有合成蛋白质的能力，但还可进一步分离；（3）用强有力的尿素或氯化锂溶液处理，就可使小亚单位的核心颗粒分裂成16SrRNA和CP30核心蛋白；从大亚单位分裂成23s和5SrRNA和CP50核心蛋白质。2、重组

近年来有人把拆散了的大肠杆菌核糖体小亚单位30s又重新装配起来，仍具有生物学上的活性。

图上的箭头指明蛋白质S2—21一个接一个的连接在一起的结果。粗箭头指明6种主要蛋白质直接与16SRNA连接。细箭头从S4、S8、S20、S9和S19指向S7表明后面的蛋白质都能增强S7连接到RNA上。箭头从正方框指向S11，表明S11的连接依赖于包括在方框内的某些蛋白质。第二节核糖体与蛋白质的合成中心法则提出以后，对蛋白质生物合成的机理有明确的认识。这个法则认为遗传信息是从核酸到蛋白质。首先是由带遗传信息的样板DNA形成信使RNA（mRNA），把信息转载过来，叫做转录。其次是将mRNA所携带的遗传密码从核苷酸顺序转变为多肽链上的氨基酸顺序，这叫转译。现在已有许多实验证明，转译的位置就在核糖体上。除此以外，合成蛋白质还必需有：信使RNA、20种氨基酸、转移核糖核酸（tRNA），供给能源的ATP、GTP、离子Mg2＋、K＋，以及蛋白质因子和一些酶如氨酰－tRNA合成酶等。核糖体上具有一系列与蛋白质

合成有关的结合位点与催化位点1.与mRNA的结合位点2.与新掺入的氨酰-tRNA的结合位点——氨酰基位点，又称A位点3.与延伸中的肽酰-tRNA的结合位点——肽酰基位点，又称P位点4.肽酰转移后与即将释放的tRNA的结合位点——E位点(exitsite)5.与肽酰tRNA从A位点转移到P位点有关的转移