核糖體和核酶

1OUTLINE核糖體結(jié)構(gòu)、基本類(lèi)型類(lèi)型與化學(xué)組成多聚核糖體與蛋白質(zhì)的合成RNA與生命起源第1頁(yè)/共20頁(yè)2一、核糖體結(jié)構(gòu)、基本類(lèi)型與化學(xué)組成◆核糖體是細(xì)胞內(nèi)一種核糖核蛋白顆粒,是細(xì)胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的細(xì)胞器?！艉颂求w的主要成分是核糖體RNA(rRNA),占60%,蛋白質(zhì)(r蛋白質(zhì)),占40%。第2頁(yè)/共20頁(yè)3核糖體的形態(tài)結(jié)構(gòu)?第3頁(yè)/共20頁(yè)4核糖體的類(lèi)型細(xì)胞有兩種主要類(lèi)型的核糖體:◆原核細(xì)胞的核糖體:

沉降系數(shù)為70S，分子量為2.5x106,由50S和30S兩個(gè)亞基組成。圖◆真核細(xì)胞的核糖體:

沉降系數(shù)是80S，分子量為2.5x106,由60S和40S兩個(gè)亞基組成。第4頁(yè)/共20頁(yè)5核糖體的大小亞基第5頁(yè)/共20頁(yè)6各種來(lái)源的核糖體亞基組成

來(lái)源完整核糖體核糖體亞基核糖體RNAs

細(xì)胞質(zhì)80S60S(大亞基)28S,5.8S,5S(真核生物)40S(小亞基)18S

細(xì)胞質(zhì)70S50S(大亞基)23S，5S(原核生物)30S(小亞基)16S

線粒體55-60S45S(大亞基)16S(哺乳動(dòng)物)35S(小亞基)12S

線粒體75S53S(大亞基)21S (酵母)35S(小亞基)14S線粒體78S60S(大亞基)26S，5S(高等植物)45S(小亞基)18S葉綠體70S50S(大亞基)23S，5S30S(小亞基)16S 第6頁(yè)/共20頁(yè)7核糖體的化學(xué)組成第7頁(yè)/共20頁(yè)8核糖體蛋白（r蛋白質(zhì)）與rRNA的功能

核糖體上具有一系列與蛋白質(zhì)

合成有關(guān)的結(jié)合位點(diǎn)與催化位點(diǎn)第8頁(yè)/共20頁(yè)9核糖體的功能位點(diǎn)?第9頁(yè)/共20頁(yè)10與mRNA的結(jié)合位點(diǎn)與新?lián)饺氲陌滨?tRNA的結(jié)合位點(diǎn)——氨?；稽c(diǎn)，又稱(chēng)A位點(diǎn)與延伸中的肽酰-tRNA的結(jié)合位點(diǎn)——肽?；稽c(diǎn)，又稱(chēng)P位點(diǎn)肽酰轉(zhuǎn)移后與即將釋放的tRNA的結(jié)合位點(diǎn)——E位點(diǎn)(exitsite)與肽酰tRNA從A位點(diǎn)轉(zhuǎn)移到P位點(diǎn)有關(guān)的轉(zhuǎn)移酶

(即延伸因子EF-G)的結(jié)合位點(diǎn)肽酰轉(zhuǎn)移酶的催化位點(diǎn)與蛋白質(zhì)合成有關(guān)的其它起始因子、延伸因子和終止因子的結(jié)合位點(diǎn)第10頁(yè)/共20頁(yè)11在核糖體中rRNA是起主要作用的結(jié)構(gòu)成分具有肽酰轉(zhuǎn)移酶的活性；為tRNA提供結(jié)合位點(diǎn)(A位點(diǎn)、P位點(diǎn)和E位點(diǎn))；為多種蛋白質(zhì)合成因子提供結(jié)合位點(diǎn)；在蛋白質(zhì)合成起始時(shí)參與同mRNA選擇性地結(jié)合以及在肽鏈的延伸中與mRNA結(jié)合；核糖體大小亞單位的結(jié)合、校正閱讀(proofreading)、無(wú)意義鏈或框架漂移的校正、以及抗菌素的作用等都與rRNA有關(guān)。第11頁(yè)/共20頁(yè)12r蛋白質(zhì)的主要功能對(duì)rRNA折疊成有功能的三維結(jié)構(gòu)是十分重要的；在蛋白質(zhì)合成中,某些r蛋白可能對(duì)核糖體的構(gòu)象起“微調(diào)”作用；在核糖體的結(jié)合位點(diǎn)上甚至可能在催化作用中,核糖體蛋白與rRNA共同行使功能。第12頁(yè)/共20頁(yè)13二、多聚核糖體與蛋白質(zhì)的合成蛋白質(zhì)正在合成時(shí)的一種狀態(tài)。第13頁(yè)/共20頁(yè)14多聚核糖體第14頁(yè)/共20頁(yè)15多聚核糖體概念核糖體在細(xì)胞內(nèi)并不是單個(gè)獨(dú)立地執(zhí)行功能，而是由多個(gè)甚至幾十個(gè)核糖體串連在一條mRNA分子上高效地進(jìn)行肽鏈的合成，這種具有特殊功能與形態(tài)結(jié)構(gòu)的核糖體與

mRNA的聚合體稱(chēng)為多聚核糖體。

多聚核糖體的生物學(xué)意義 細(xì)胞內(nèi)各種多肽的合成，不論其分子量的大小或是mRNA的長(zhǎng)短如何，單位時(shí)間內(nèi)所合成的多肽分子數(shù)目都大體相等。 以多聚核糖體的形式進(jìn)行多肽合成，對(duì)mRNA

的利用及對(duì)其濃度的調(diào)控更為經(jīng)濟(jì)和有效。第15頁(yè)/共20頁(yè)16第16頁(yè)/共20頁(yè)17三、RNA在生命起源中的地位及其演化過(guò)程第17頁(yè)/共20頁(yè)18生命是自我復(fù)制的體系三種生物大分子，只有RNA既具有信息載體功能又具有酶的催化功能。因此，推測(cè)RNA

可能是生命起源中最早的生物大分子。核酶(ribozyme)：具有催化作用的RNA。由RNA催化產(chǎn)生了蛋白質(zhì)第18頁(yè)/共20頁(yè)19DNA代替了RNA的遺傳信息功能DNA雙鏈比RNA單鏈穩(wěn)定；DNA鏈中胸腺嘧啶代替了RNA鏈中的尿嘧啶，使之易于修復(fù)。第1