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3. 核糖体的化学组成
rRNA r蛋白 蛋白 原核生物 真核生物
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4.核糖体的生物发生 4.核糖体的生物发生(Biogenesis) 核糖体的生物发生 核糖体的生物发生包括 1) 蛋白质和rRNA的合成 蛋白质和rRNA rRNA的合成 2) 核糖体亚基的装配
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2) 核糖体亚基的装配
◆ 在细胞内,核糖体是自我装配的。 在细胞内,核糖体是自我装配的。 组成核糖体的蛋白质和rRNA rRNA在大小亚基中均有一 • 组成核糖体的蛋白质和 rRNA 在大小亚基中均有一 定的空间排布 • 核糖体在组装过程中,蛋白组装表现出先后层次。 核糖体在组装过程中,蛋白组装表现出先后层次。 ◆ 地点 真核细胞核糖体的亚基在核仁中装配 原核细胞核糖体的亚基在细胞质中装配
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一、多聚核糖体 (polyribosome或polysome) 或
概念 核糖体在细胞内并不是单个独立地执行功能，而是由多个 甚至几十个核糖体串连在一条mRNA分子上高效地进行肽 链的合成，这种具有特殊功能与形态结构的核糖体与 mRNA的聚合体称为多聚核糖体。 多聚核糖体的生物学意义 细胞内各种多肽的合成，不论其分子量的大小 或是mRNA的长短如何，单位时间内所合成的 多肽分子数目都大体相等。 以多聚核糖体的形式进行多肽合成，对mRNA 的利用及对其浓度的调控更为经济和有效。
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合成正确多肽链的保障机制
碱基的准确配对使延长因子上的GTP水解， 水解， 碱基的准确配对使延长因子上的 水解 延长因子 延长因子脱离，氨基酸加入多肽链的延长； 延长因子脱离，氨基酸加入多肽链的延长； elongation factor 如果碱基不能完全配对， 不水解、 如果碱基不能完全配对， GTP不水解、延 不水解 (EF) 长因子不能脱离， 长因子不能脱离，与mRNA密码不符的氨 密码不符的氨 20 基酸不能参与多肽链合成。 基酸不能参与多肽链合成。
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核糖体的功能－ 第二节 核糖体的功能－蛋白质合成
• • • 1.多聚核糖体 多聚核糖体 2. 蛋白质合成 3. RNA在生命起源中的地位及其生命活 在生命起源中的地位及其生命活 动中的作用
1、多聚核糖体 、
80bp
同一条mRNA被多个核糖体同时翻译成蛋白质， 被多个核糖体同时翻译成蛋白质， 同一条 被多个核糖体同时翻译成蛋白质 大大提高了蛋白质合成速率， 大大提高了蛋白质合成速率，也减轻了细胞核进 行基因转录和加工的压力， 行基因转录和加工的压力，不需要合成加工大量 的mRNA。 。
第九章 核 糖 体
The ribosome
第一节 核糖体类型与结构
• • • • 1. 形态结构 2. 类型 3. 化学组成 4. 生物发生和装配
1.核糖体的形态结构 1.核糖体的形态结构
核糖体(ribosome)是细 核糖体(ribosome)是细 (ribosome) 胞内一种核糖核蛋白 颗粒( 颗粒(ribonucleoprotein partical),是细胞 ),是细胞 ), 内合成蛋白质的细胞 器。 核糖体的主要成分是核 糖体RNA(rRNA), 糖体RNA(rRNA), 占 蛋白质(r (r蛋白 60%, 蛋白质(r蛋白 40%。 质), 占40%。
多聚核糖体:同一条mRNA分子能够结合多个甚至几十 个核糖体串连起来高效而同步的合成蛋白质肽链 多
聚 核 糖 体 电 镜 图 核 糖 体 蛋 白 质 翻 译 合 成 过 程 -
多聚核糖体与蛋白质多肽链合成
E位 P位 A位 大亚基 位 位 位
1）. 核糖体的功能位点 ）
a. mRNA和tRNA的四个结合部位 和 的四个结合部位
嘌呤霉素是蛋白质合成的抑制剂
嘌呤霉素具有与 tRNA分子末端类似 分子末端类似 的结构， 的结构，能够与氨 基酸结合、并与核 基酸结合、 糖体的A位点结合 位点结合， 糖体的 位点结合， 但它所带的氨基酸 不能参与形成肽链， 不能参与形成肽链， 导致蛋白质合成终 止。 左图为通过嘌呤霉 素对蛋白质合成抑 制作用而设计的实 验。证明了核糖体 A位点和 位点是 位点和P位点是 位点和 两个独立的位点。 两个独立的位点。
mRNA 小亚基
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多肽链
多肽的脱离通道 大亚基
b. 多肽的脱离通道 (polypeptide escape path)
mRNA 小亚基
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2、蛋白质合成 、
1) 起始 • mRNA与30S亚基结合 与 亚基结合 • 第一个氨酰－tRNA进入 进入mRNA-30S亚基复合 第一个氨酰－ 进入 亚基复合 位于P位 体，位于 位 • 大亚基加入，形成完整的起始复合物 大亚基加入， 2) 延长 3) 终止 释放因子识别终止密码子，终止肽链合成。 释放因子识别终止密码子，终止肽链合成。
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＋GTP
－GTP
3、RNA在生命起源中的地位及其生命活动中的作用 、 在生命起源中的地位及其生命活动中的作用
• （一）核酶和核酶的作用 _核酶(ribozyme) :具有生物酶的催化功能 的RNA分子。 _核酶的本质是核糖核酸（RNA），具有酶的催化功能。 （二）RNA在生命活动中的作用 .1.RNA控制着蛋白质的生物合成 .2. RNA具调控功能..3. RNA调控遗传信息4. RNA修饰5. RN垃圾"可能是RNA基 因
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• 大小亚基平时各自游离在细胞质中，进行蛋白质合成 大小亚基平时各自游离在细胞质中， 时才结合在一起。 时才结合在一起。 • 镁离子浓度对大小亚基的聚合和分离有影响
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2. 核糖体的类型 细胞有两种主要类型的核糖体: 细胞有两种主要类型的核糖体: ◆原核细胞的核糖体: 原核细胞的核糖体: 沉降系数为70S 分子量为2 沉降系数为70S，分子量为2.5x106, 70 50S 30S两个亚基组成。 由50S和30S两个亚基组成。 ◆真核细胞的核糖体: 真核细胞的核糖体: 沉降系数是80S，分子量为2.5x10 沉降系数是80S，分子量为2.5x106, 80S 60S和40S两个亚基组成 两个亚基组成。 由60S和40S两个亚基组成。
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2) 蛋白质合成的延长
氨酰－ 氨酰－tRNA进入 进入 A位 位 P、A位的氨基酸 、 位的氨基酸 之间形成肽键 核糖体沿mRNA 5’ 核糖体沿 方向移动3个 至3’方向移动 个 方向移动 核苷酸， 位点的 核苷酸，A位点的 tRNA-二肽移到 二肽移到P 二肽移到 位，称为移位 脱氨酰的tRNA释 脱氨酰的 释 放