第9章核糖体近年原文.ppt

**图6-13E.coli小亚基的装配图

粗箭头表示结合力强，细箭头表示力弱。如S4与16SrRNA之间是粗箭头，表示S4可直接与16SrRNA结合而不需要其他蛋白的存在。而S7与16SrRNA的结合力很弱，并且需要S4、S8、S9、S19、S20蛋白的存在。**真核生物核糖体在核仁中装配●主要过程:图6-14是关于人细胞中核糖体装配过程**图6-14人细胞中核糖体装配的主要过程**（三）肽链的终止终止密码子、释放因子

肽通道**三、核糖体与RNA世界（一）核糖体的本质是核酶（二）RNA世界与生命起源**核酶(ribozyme)核酶一词用于描述具有催化活性的RNA，即化学本质是核糖核酸(RNA)，却具有酶的催化功能。**核酶的发现:1981年，ThomasCech和他的同事在研究四膜虫的26SrRNA前体加工去除基因内含子时获得一个惊奇的发现∶内含子的切除反应发生在仅含有核苷酸和纯化的26SrRNA前体而不含有任何蛋白质催化剂的溶液中，可能的解释只能是:内含子切除是由26SrRNA前体自身催化的，而不是蛋白质。**核酶的发现:核酶的发现在生命科学中具有重要意义：在进化上使我们有理由推测早期遗传信息和遗传信息功能体现者是一体的，只是在进化的某一进程中蛋白质和核酸分别执行不同的功能。核酶的发现为临床的基因治疗提供了一种手段，具有重要的应用前景。**核酶的证实:为了证明这一发现，他们将编码26SrRNA前体DNA克隆到细菌中并在无细胞系统中转录成26SrRNA前体分子。结果发现这种人工制备的26SrRNA前体分子在没有任何蛋白质催化剂存在的情况下，切除了前体分子中的内含子。这种现象称为自我剪接(self-splicing)，这是人类第一次发现RNA具有催化化学反应的活性，具有这种催化活性的RNA称为核酶。ThomasCech因发现了核酶而获得1989年诺贝尔化学奖。图6-30所示是四膜虫26SrRNA前体的内含子的二级结构，以及内含子与外显子的剪接点。**图6-30四膜虫26SrRNA前体内含子的二级结构以及内含子、外显子的剪接点（如箭头所指）。**50S核糖体中23SrRNA的核酶活性●肽酰转移酶(peptidyltransferase)蛋白质的合成过程中，肽酰转移酶催化核糖体A位tRNA上末端氨基酸的氨基与P位肽酰-tRNA上氨基酸的羧基间形成肽键(图6-31)。**图6-31核糖体A位和P位氨基酸间肽键的形成**23SrRNA分子的肽酰转移酶活性证实1992年，HarryNoller和他的同事用蛋白酶K、SDS以及苯酚等去垢剂处理大肠杆菌核糖体50S的亚基,将所有的蛋白质都破坏后,仍然具有肽酰转移酶的活性。与此不同的是，用核酸酶处理核糖体,将rRNA降解后,肽酰转移酶的活性也随之丧失。这些结果提示是RNA而不是蛋白质具有催化肽键形成的作用。在细菌核糖体中，已确定23SrRNA分子中具有肽酰转移酶活性的区域。**核酶的组成分类核酶的种类很多，现在有许多工程核酶。根据核酶的结构和催化反应可分为三种类型:●RNA和蛋白质复合物如核糖核酸酶P(ribonucleaseP)。●小分子的RNA各种具有催化作用的小分子RNA，能够进行分子内自我切割反应，且不需蛋白质参与。这些RNA分子可以分为两个部分，一部分是底物，另一部分是酶。将具有酶活性的序列克隆后可制成人工核酶去作用于独立的底物。**Ⅰ、Ⅱ型内含子这两种核酶具有将自身从前体mRNA中剪接出去的作用。体外实验证明这种剪接反应仅仅是RNA本身就可以了，但是在体内，需要有辅助蛋白的参与。上述三种类型的核酶都有一个共同的特点，即都涉及磷酸二酯键的切割或连接。它们作用的底物是RNA，可以是RNA分子本身，也可以是别的RNA分子。****核糖体的生物发生(biogenesis)核糖体的合成和装配过程相当复杂。真核细胞和原核细胞的核糖体合成和装配过程各不相同。核糖体的生物发生包括蛋白质和rRNA的合成、核糖体亚基的组装等。**核糖体rRNA基因的转录与加工核糖体的组成成分是蛋白质和rRNA，所以编码核糖体的基因分为两类，一类是蛋白质基因，另一类是rRNA基因。在生活细胞中，特别是在活跃进行蛋白质合成的细胞中，需要大量的核糖体，这就意味着需要合成大量的rRNA和核糖体蛋白质。**编码rRNA基因的过量扩增细胞为了满足大量需求的rRNA,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，如在细菌E.coli的基因组中有七套rRNA基因，而典型的真核生