第七章核糖体和蛋白质合成(1学时) 核糖体( ribosome)是合成蛋白质的细胞器,其唯一的功能 是按照mRNA的指令由氨基酸高效且精确地合成多肽链。 核糖体是一种无膜包被的颗粒状结构,具有很强的嗜碱 性。其体积很小,直径约为25纳米,在光镜下很难分辨清楚。 核糖体几乎存在于一切细胞内,游离于细胞质基质中, 或附着于内质网膜及核膜上(真核细胞)。 ●核糖体的类型与结构 ●多聚核糖体与蛋白质的合成
1 第七章 核糖体和蛋白质合成（1学时） 核糖体(ribosome)是合成蛋白质的细胞器，其唯一的功能 是按照mRNA的指令由氨基酸高效且精确地合成多肽链。 核糖体是一种无膜包被的颗粒状结构，具有很强的嗜碱 性。其体积很小，直径约为25纳米，在光镜下很难分辨清楚。 核糖体几乎存在于一切细胞内，游离于细胞质基质中， 或附着于内质网膜及核膜上（真核细胞）。 核糖体的类型与结构 多聚核糖体与蛋白质的合成
第一节核糖体的类型与结构 ●核糖体的基本类型与成分 ●核糖体的结构 ●核糖体蛋白质与rRNA的功能分析
2 第一节 核糖体的类型与结构 核糖体的基本类型与成分 核糖体的结构 核糖体蛋白质与rRNA的功能分析
核糖体的基本类型与成分 ●核糖核蛋白体,简称核糖伓( (ribosome) ◆基本类型 ◇附着核糖体 ◇游离核糖体 ◇70S的核糖体 ◇80S的核糖体 ◆主要成分 ◇蛋自质:40%,核糖体表面 ◇rRNA:60%,核糖体内部
3 一、核糖体的基本类型与成分 核糖核蛋白体,简称核糖体(ribosome) 基本类型 附着核糖体 游离核糖体 70S的核糖体 80S的核糖体 主要成分 r蛋白质：40%，核糖体表面 rRNA: 60%,，核糖体内部
☆1)核糖体RNA 原核生物的核糖体含有三种大小不同的rRNA,在小亚 单位中的为16 SrRNA,在大亚单位中的为23 S rRNA和 SrRNA。 真核生物的核糖体含有4种rRNA,在小亚单位中的为 18 SrRNA,在大亚单位中的为28S、5S和58 SrRNA。 rRNA具有高度复杂的二级结构,线性rRNA分子内部有 70%的区段形成了双链螺旋。各种蛋白质则结合到折 的rRNA分子上。 冷(2)核糖体蛋白 大肠杆菌核糖体中共含有50多种蛋白质,其中小亚单位 约有21种,大亚单位含有30余种,组成核糖体的蛋白质, 在大小亚单位中均有一定的空间分布 真核生物的核糖体所含有蛋白质的种类比原核生物的要 些,大亚单位含有49种,小亚单位含有33种,共让 约80余种
4 ❖ 1）核糖体RNA – 原核生物的核糖体含有三种大小不同的 rRNA，在小亚 单位中的为 16s rRNA，在大亚单位中的为23S rRNA和 5S rRNA。 – 真核生物的核糖体含有4种rRNA，在小亚单位中的为 18S rRNA，在大亚单位中的为 28S、5S和 5.8S rRNA。 – rRNA具有高度复杂的二级结构，线性rRNA分子内部有 70％的区段形成了双链螺旋。各种蛋白质则结合到折叠 的rRNA分子上。 ❖ （2）核糖体蛋白 – 大肠杆菌核糖体中共含有50多种蛋白质，其中小亚单位 约有21种，大亚单位含有30余种，组成核糖体的蛋白质， 在大小亚单位中均有一定的空间分布。 – 真核生物的核糖体所含有蛋白质的种类比原核生物的要 多一些，大亚单位含有49种，小亚单位含有33种，共计 约80余种
、核糖体的结构 冷在电镜下,核糖体具有一定的三维形态,且每一核糖体均由 大、小两个亚单位构成 大亚单位略呈半圆形,直径约为23纳米,在一侧伸出三个突 起,中央为一凹陷; 小亚单位呈长条形,在约1/3长度处有一细的缢痕,将小亚 单位分为大小两个区域。 令当大小亚单位结合在一起成核糖体时,其凹陷部位彼此对应, 从而形成一个隧道,为蛋白质翻译时mRNA的穿行通路 ☆两亚单位常常游离于细胞质溶质中,当小亚单位与mRNA结 合后,大亚单位才与小亚单位结合成完整的核糖体。肽链翻译 结束后,大小亚单位解离,重新游离于细胞质溶质中。两亚单 位的结合与分离受Mg2+的影响
5 二、核糖体的结构 ❖在电镜下，核糖体具有一定的三维形态，且每一核糖体均由 大、小两个亚单位构成。 ❖大亚单位略呈半圆形，直径约为23纳米，在一侧伸出三个突 起，中央为一凹陷； ❖小亚单位呈长条形，在约 1／3长度处有一细的缢痕，将小亚 单位分为大小两个区域。 ❖当大小亚单位结合在一起成核糖体时，其凹陷部位彼此对应， 从而形成一个隧道，为蛋白质翻译时mRNA的穿行通路。 ❖两亚单位常常游离于细胞质溶质中，当小亚单位与mRNA结 合后，大亚单位才与小亚单位结合成完整的核糖体。肽链翻译 结束后，大小亚单位解离，重新游离于细胞质溶质中。两亚单 位的结合与分离受Mg2+的影响
核糖体蛋白质与rRNA的功能分析 ●核糖体上具有一系列与蛋自质合成有关的结合位 点与催化位点 ●在核糖体中rRNA是起主要作用的结构成分 ●r蛋自质的主要功能
6 三、核糖体蛋白质与rRNA的功能分析 核糖体上具有一系列与蛋白质合成有关的结合位 点与催化位点 在核糖体中rRNA是起主要作用的结构成分 r蛋白质的主要功能
核糖体上具有一系列与蛋白质 合成有关的结合位点与催化位点 ◆与mRNA的结合位点 ◆与新掺入的氨酰tRNA的结合位点一氨酰基位点,又称A位 与延伸中的肽酰RNA的结合位点一肽酰基位点,又称P位点 ◆肽酰转移后与即将释放的RNA的结合位点一E位点( exit site ◆与肽酰RNA从A位点转移到P位点有关的转移酶(即延伸因子 EF-G)的结合位点 ◆肽酰转移酶的催化位点 ◆与蛋白质合成有关的其它起始因子、延伸因子和终止因子的 结合位点
7 核糖体上具有一系列与蛋白质 合成有关的结合位点与催化位点 与mRNA的结合位点 与新掺入的氨酰-tRNA的结合位点——氨酰基位点，又称A位 点 与延伸中的肽酰-tRNA的结合位点——肽酰基位点，又称P位点 肽酰转移后与即将释放的tRNA的结合位点——E位点(exit site) 与肽酰tRNA从A位点转移到P位点有关的转移酶 (即延伸因子 EF-G)的结合位点 肽酰转移酶的催化位点 与蛋白质合成有关的其它起始因子、延伸因子和终止因子的 结合位点
在核糖体中rRNA是起主要作用的结构成分 ◇具有肽酰转移酶的活性; ◇为RNA提供结合位点(A位点、P位点和E位点) ◇为多种蛋白质合成因子提供结合位点; ◇在蛋白质合成起始时参与同mRNA选择性地结合 以及在肽链的延伸中与mRNA结合; ◇核糖体大小亚单位的结合、校正阅读( proofreading) 无意义链或框架漂移的校正、以及抗菌素的作用 等都与rRNA有关
8 在核糖体中rRNA是起主要作用的结构成分 具有肽酰转移酶的活性； 为tRNA提供结合位点(A位点、P位点和E位点)； 在蛋白质合成起始时参与同mRNA选择性地结合 以及在肽链的延伸中与mRNA结合； 核糖体大小亚单位的结合、校正阅读(proofreading)、 无意义链或框架漂移的校正、以及抗菌素的作用 等都与rRNA有关
蛋白质的主要功能 ◇对rRNA折叠成有功能的三维结构是十分重要 的 ◇在蛋白质合成中,某些r蛋白可能对核糖体的构 象起“微调”作用; ◇在核糖体的结合位点上甚至可能在催化作用中, 核糖体蛋白与rRNA共同行使功能
9 r蛋白质的主要功能 对rRNA 折叠成有功能的三维结构是十分重要 的； 在蛋白质合成中, 某些r蛋白可能对核糖体的构 象起“微调”作用； 在核糖体的结合位点上甚至可能在催化作用中, 核糖体蛋白与rRNA共同行使功能
第二节聚核糖体与蛋白质的合成 ●多聚核糖体( polyribosome或 polysome ●蛋自质的合成 ●RNA在生命起源中的地位及其演化过程
10 第二节 聚核糖体与蛋白质的合成 多聚核糖体(polyribosome或polysome) 蛋白质的合成 RNA在生命起源中的地位及其演化过程