第六章核糖体和核酶
6.1核糖体的结构和功能
6.1.1核糖体的组成和结构
（1）核糖体的分类
细胞质核糖体，线粒体核糖体，叶绿体核糖体。

真核核糖体，原核核糖体。

（2）核糖体的组成及化学成分
核糖体由大小亚基组成，每个亚基都是由多种蛋白质及rRNA组成。

正常状况下各亚基在细胞质中单独存在，只有在蛋白质合成时才结合在一起。

①真核核糖体
真核核糖体沉降系数为80S，由60S和40S组成，60S由28S rRNA,5.8S rRNA,5S rRNA,及49种蛋白质组成，40S亚基由18S rRNA和33种蛋白质组成。

②原核核糖体
原核核糖体的沉降系数为70S，由50S和30S组成，50S亚基由33种蛋白质和23S rRNA及5S rRNA组成，30S亚基由21种蛋白质及16S rRNA组成。

（3）核糖体的结构
6.1.2核糖体的生物发生
6.1.2.1核糖体rRNA基因的转录和加工
编码rRNA基因过量扩增，增加编码rRNA的基因拷贝数，以适应大量需要的rRNA。

其机制为：在染色体上增加rRNA基因的拷贝数；基因扩增，形成多个核。

（1）真核28S rRNA,5.8S rRNA,18S rRNA及5S rRNA的转录
真核生物中28S rRNA,5.8S rRNA,18S rRNA串联在相同的染色体上，构成一个转录单位，并有大量的重复，在RNA PolmeraseI作用下在核仁转录中形成45S 的前rRNA。

5S rRNA位于不同的染色体上，由RNA PolmeraseIII在核仁外转录形成。

（2）原核23S rRNA，5S rRNA，16S rRNA的转录
原核生物的rRNA基因的重复数比真核少，而且，编码23S rRNA，5S rRNA，16S rRNA的基因位于相同的转录单位中，且其排列顺序为16S-23S-5S.
6.1.2.2核糖体的装配
核糖体亚基的自我装配。

某些蛋白质首先独立地结合到rRNA上，然后作为后一批蛋白的结合框架，最后一些活性所需蛋白再加上去形成整体。

真核生物核糖体在核仁中的装配。

5S rRNA进入核仁与45S rRNA、蛋白质形成80S rRNA颗粒，然后降解为大小两颗粒，大颗粒为55S，含有32S和5S rRNA，32S RNA随后加工形成28S和5.8S两种rRNA，然后和5S rRNA组装成大亚基；小颗粒含有20S的前rRNA，快速加工为18S rRNA。

6.1.3核糖体的功能-蛋白质的合成
（1）核糖体的功能位点
大亚基含有与tRNA作用的三个位点：A位点，氨酰tRNA位点；P位点，肽酰tRNA 位点；E位点，脱氨酰tRNA位点。

小亚基含有与RNA作用的位点：原核中16sRNA的3’端，与mRNA上转录起始位点上游的SD序列互补。

真核中无SD序列，mRNA与小亚基结合依赖于mRNA5’端甲基化的帽子结构。

（2）蛋白质合成的步骤
①蛋白质合成起始：完整核糖体的装配。

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②蛋白质合成延伸
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（3）蛋白质合成的抑制剂
①抗生素
链霉素抑制起始tRNA和非起始tRNA与核糖体的结合，导致肽链合成的提前终止。

氯霉素抑制50S大亚基肽酰转移酶的活性。

②嘌呤毒素
具有与tRNA分子末端类似结构，同时能够与氨基酸结合。

使蛋白质合成延伸与终止阶段不能正常进行，从而导致蛋白质合成的结束。

（4）蛋白质的水解和寿命
N端规则。

遍在蛋白标记需要降解的蛋白质，然后送入蛋白酶体，在其内部被降解。

6.2核酶与RNA成熟
6.2.1小分子RNA和反义RNA
6.2.1.1小分子RNA
由RNA PolmeraseII和RNA PolmeraseIII合成，分为两类：存在于细胞核中的snRNA;存在于细胞质中的scRNA。

小分子RNA与蛋白质组成小核糖核蛋白颗粒，在细胞的正常生命活动总发挥作用。

snRNP参与mRNA的成熟过程，一般是通过互补配对而工作；SRP颗粒参与
蛋白质的合成和运输。

6.2.1.2反义RNA
（1）概念：与mRNA互补的RNA分子。

两个来源：反向转录的产物；其它基因的转录产物。

（2）作用：调控mRNA的翻译，进行基因表达调控。

I类反义RNA：与靶mRNA的SD序列和编码区结合，引起翻译的直接抑制；与mRNA 结合后引起该双链RNA被RNaseIII水解。

II类反义RNA：与mRNA的SD序列的上游非编码区结合，从而抑制靶蛋白的翻译。

III类反义RNA：直接抑制靶mRNA的转录。

如转录抑制复合物RNA是翻译E.coli 中CAP蛋白mRNA的反义RNA，能够与转录中的CAP蛋白mRNA杂交，形成类似的ρ-independent转录终止子，终止mRNA的转录。

6.2.2核酶
（1）核酶的分类
①RNA和蛋白复合物；②小分子RNA；③I、II型内含子。

（2）核酶的作用机制
作用底物可以是自身，也可以是别的RNA分子，具体机制见下。

6.2.3成熟RNA的形成
（1）前体rRNA的加工
反义snRNP介导的前rRNA甲基化和假尿苷的加入。

通过形成双链RNA，最为加工修饰的标志。

①C/D框snRNA。

这类snRNA的5’端由C/D框结构，能够决定何种核苷的核糖甲基化。

②H/HAC框snRNA。

这类反义snRNA的3’端由HAC结构，能够决定那些尿苷被转换为假尿苷。

（2）RNA splicing
①核剪接
GU-AG规律；剪接体；套索的形成和释放。

需要很多snRNP的协调参与。

②I组、II组内含子的剪接
自剪接。

I组内含子：游离的鸟苷结合到内含子的5’剪接点，5’外显子的3’-OH攻击3’外显子的5’端，切除内含子，连接两个外显子。

II组内含子：含有GU-AG序列，不形成剪接体，内含子中的一个腺苷攻击内含子的5’端，形成套索结构，然后内含子的3’端切开，两个外显子连接。

（3）RNA editing
gRNA通过5’锚定序列及内部互补序列与被编辑mRNA结合，作为模版进行
mRNA编辑，替换碱基、增添碱基等，以便形成正确的阅读框等。

gRNA的3’端的寡聚U是被添加的U的供体。