第六章 核糖体与核酶2..pptVIP

第六章 核糖体(ribosome)与核酶 ?核糖体的形态结构 ?核糖体的生物发生 ?核糖体的功能—蛋白质的合成 ?反义RNA与核酶 ☆核糖体最早是Albert Claude于20世纪30年代后期发现的 ☆核糖体(ribosome):是细胞内一种核糖核蛋白颗粒 ☆核糖体:是细胞内蛋白质合成的分子机器 内质网上的核糖体 6.1.1 核糖体的类型和化学组成 6.1 核糖体的形态结构 ■ 核糖体的类型 ● 按存在的部位（三种） ☆细胞质核糖体 ☆线粒体核糖体 ☆叶绿体核糖体 ● 按存在生物类型（两种） ☆真核生物核糖体 ☆原核生物核糖体 ■ 核糖体的化学组成 ☆核糖体RNAs(rRNAs) ☆核糖体蛋白(ribosomal proteins) 形态结构组成：大亚基+小亚基 不同角度观察的E.coli 核糖体的三维结构 不同类型核糖体的大小比较 来源 完整核糖体 核糖体亚基 核糖体RNAs 细胞质 80S 60S(大亚基) 28S，5.8S，5S (真核生物) ? 40S(小亚基) 18S， 细胞质 70S 50S(大亚基) 23S，5S (原核生物) ? 30S(小亚基) 16S 线粒体 55-60S 45S(大亚基) 16S (哺乳动物) ? 35S(小亚基) 12S 线粒体 75S 53S(大亚基) 21S (酵母) ? 35S(小亚基) 14S 线粒体 78S 60S(大亚基) 26S，5S (高等植物) ? 45S(小亚基) 18S 叶绿体 70S 50S(大亚基) 23S，5S ? ? 30S(小亚基) 16S 原核生物与真核生物核糖体成分的比较 ● Mg2+ 的浓度对于大小亚基的聚合和解离有很大的影响 Mg 2+浓度1mmol/L: 70S核糖体容易解离 Mg2+浓度10mmol/L： 形成完整的核糖体 6.1.2 核糖体蛋白质与rRNA ☆E.coli核糖体蛋白： 小亚基：21种蛋白质，命名为S1～S21 大亚基：34种蛋白质，命名为L1～L33 E.coli小亚基21种蛋白质的排列 6.1.3 细菌核糖体的结构模型 显示大亚基、小亚基中核糖体蛋白质的位置，以及蛋白质合成过程中mRNA在核糖体中的位置。 在活跃合成蛋白质的细胞中需要大量的核糖体，这就需要大量的rRNA和r蛋白质，如何满足？ 通过两种方式扩大rRNA基因的拷贝数： ● 在染色体上增加rRNA基因的拷贝数; ● 通过基因扩增(gene amplification)：方式是增加细胞核数量 6.2 核糖体的生物发生(biogenesis) 核糖体的生物发生包括： ● rRNA的合成 ●核糖体蛋白的合成 ● 核糖体大小亚基的装配 6.2.1 核糖体rRNA基因的转录与加工 非洲爪蟾卵母细胞中rRNA的合成 ■ 真核生物18S、5.8S、28S rRNA和5SrRNA基因 18S、5.8S、28S rRNA基因转录与加工：三者位于一条染色体上，串联在一起转录。属核仁内基因。 人的分布在13、14、15、21、22号染色体上 5rRNA基因位于不同的染色体上，在人的1号染色体末端。是由核仁以外的染色体基因转录。 原核生物中5rRNA 与23rRNA 和16rRNA组成一个转录单位 6.2.2 核糖体的装配 E.coli 小亚基的装配图 核糖体是自我装配的细胞器 ●真核生物装配地点：核仁中 ●原核生物装配地点：细胞质中 ●核糖体蛋白的组装有先后顺序 人细胞中核糖体装配的主要过程 ■ 真核生物核糖体在核仁中装配 6.3 核糖体的功能—蛋白质的合成 ☆蛋白质合成，或称mRNA翻译是细胞中最复杂的合成活动 ☆蛋白质的合成需要携带氨基酸的各种tRNA、核糖体、 mRNA、不同功 能的蛋白质、阳离子、GTP等的参与 ☆蛋白质的合成，是三种不同类型的RNA通力合作的结果 6.3.1 核糖体的功能位点 原核生物核糖体中有四种与RNA分子结合的位点，一个是与mRNA结合的位点，另三个是与tRNA结合的位点 ： ● mRNA结合位点 ● A位点(A site) ：氨酰基位点，与新掺入tRNA结合位点 ● P位点(P site)：肽酰tRNA，肽链延生位点 ● E 位点(exit site ，E site)：脱氨酰tRNA，释放肽链 RNA在蛋白质合成中的三种作用 6.3.2 蛋白质合成的过程 蛋白质合成的三个主要过程： ①链的起始 ②链的延伸 ③链的终止 蛋白质合成的三个主要过程 ■ 蛋白质合成的起始 ①30S亚基与mRNA的结合 ③ 完整起始复合物的装配 ② 第一个fMet-tRNA(反密码子UAC)进入核糖体:与启示密码子AU