蛋白质合成细胞器-核糖体共46页文档
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第十一章核糖体核糖体是一种核糖核蛋白颗粒(ribonucleoprotein particle),是细胞内合成蛋白质、没由膜包被的细胞器,其功能是按照mRNA的信息将氨基酸高效精确地合成蛋白质多肽链。
因为富含核苷酸,1958年Roberts建议把这种颗粒命名为核糖蛋白体,简称核糖体(ribosome)第一节核糖体的类型与结构一、核糖体的基本类型与化学组成:生物界有两种基本类型的核糖体:一种是原核细胞核糖体;另一种是真核细胞核糖体。
两种核糖体都有两个大小不同的亚基(subunit)组成,每个亚基都含有rRNA和蛋白质。
原核细胞核糖体沉降系数为70S,相对分子质量为2.5*106,易解离为50S与30S的大小亚基。
真核细胞核糖体沉降系数为80S,相对分子质量为4.8*106,易解离为60S与40S的大小亚基。
rRNA中的某些核苷酸残基被甲基化修饰,甲基化常发生在rRNA序列较为保守的区域。
核糖体大小亚基常常游离于细胞基质中,只有当小亚基与mRNA结合后打牙祭才与小亚基结合形成完整的核糖体。
肽链合成终止后,大小亚基解离,又游离于细胞质基质中。
二、核糖体的结构结构与功能的分析方法表明:(1)离子交换树脂可分离纯化各种r蛋白。
(2)核糖体中r蛋白与rRNA的结构关系:纯化的r蛋白与纯化的rRNA进行核糖体的重组装的过程中,某些蛋白质必须首先结合到rRNA上,其他蛋白才能装配上去,即表现出现后层次。
(3)双功能的交联剂和双向电泳分离:可用于研究r蛋白在结构上的相互关系。
(4)电镜负染色与免疫标记技术结合:研究r蛋白在核糖体的亚单位上的定位。
(5)对rRNA,特别是对16S rRNA结构的研究已十分成熟:①16SrRNA的一级结构是非常保守的②16SrRNA的二级结构具有更高的保守性③16SrRNA可以分为四个结构域:中心结构域,5'端结构域,3'端结构域和主结构域。
蛋白质合成过程中很多重要步骤与50S核糖体大亚单位相关:(1)依赖延伸因子Tu(EF-Tu)的氨酰tRNA的结合;(2)延伸因子G(EF-G)介导的转位作用;(3)依赖于起始因子2的fMet-tRNA的结合;(4)依赖于释放因子的蛋白合成终止作用;(5)应急因子与核糖体结合产生阻断蛋白合成等。
可编辑修改精选全文完整版第9章核糖体第一节核糖体的类型和结构核糖体的模式图核糖体是合成蛋白质的细胞器,几乎存在于一切细胞内。
核糖体是一个颗粒状的结构,主要成分是蛋白质和RNA。
核糖体RNA成为rRNA,蛋白质称为r蛋白,蛋白质含量约占40%,RNA约占60%,r蛋白分子主要分布在核糖体的表面,而rRNA则位于内部,二者靠非共价键结合在一起。
电镜下,是无包膜的电子致密颗粒,略呈圆形或椭圆形,平均直径在150~250A。
核糖体由大、小两个亚单位组成。
大亚基略呈梨形,中心有一条中央管。
直径为230A,沉降系数为60S。
其上有与氨酰-tRNA 结合的位置,还含有转肽酶活性部位。
小亚基呈碟盘状,大小为230A×120A,沉降系数为40S,其上有蛋白质合成启动因子结合位点、起始氨酰-tRNA结合部位和mRNA结合位点。
电镜下,核糖体常成群呈丛状或螺旋状存在,与mRNA结合,构成多聚核糖体(polyribosome)。
附着于内质网上的称附着核糖体(bound ribosome),主要合成输送到细胞外的分泌性蛋白、膜嵌入糖蛋白、可溶性驻留蛋白和溶酶体蛋白等。
散在于胞质中的称游离核糖体(free ribosome),主要合成组成细胞本身所需的结构性蛋白质。
糖核体的大小两个不同的亚基,在不进行蛋白质合成时,它们是分开的,游离存在于细胞质中。
只是在进行蛋白质合成时才结合在一起。
原核生物和真核生物的核糖体成分的比较原核细胞的核糖体为70S,真核细胞线粒体和叶绿体内的核糖体也近似于70S,但除了这两个细胞器,真核细胞内的核糖体均为80S。
原核生物核糖体由约2/3的RNA及1/3的蛋白质组成。
真核生物核糖体中RNA占3/5,蛋白质占2/5。
真核细胞糖核体的沉降系数为80S。
大亚基为60S,小亚基为40S。
小亚基含有由一种18S的 rRNA 和33种蛋白质;大亚基含有5S、5.8S及 28S 三种rRNA 和约49种蛋白质。
真核细胞核糖体与蛋白质合成的机制分析真核细胞是指生物体中细胞核被包裹在细胞膜内的细胞。
相比原核细胞,真核细胞拥有一系列特殊的复杂结构和器官,如内质网、高尔基体、线粒体等。
其中,核糖体是所有细胞中普遍存在的、生物合成蛋白质的重要工具。
本文将重点探讨真核细胞核糖体与蛋白质合成的机制。
一、真核细胞核糖体的结构核糖体是一个由RNA和蛋白质组成的超分子复合体。
真核细胞中的核糖体大小为80S(由40S和60S亚基组成),而原核细胞中的大小为70S(由30S和50S 亚基组成)。
其中,40S和30S亚基主要由一组RNA和多个蛋白质组成,60S和50S亚基则由三组RNA和多个蛋白质组成。
二、蛋白质合成的四个阶段蛋白质合成是真核细胞最为重要的生物学过程之一,一般分为四个主要阶段:转录、剪接、翻译和折叠。
其中,翻译是最为重要的一个过程,也是本文的核心内容。
三、翻译的三个步骤翻译主要由三个步骤组成:起始、延伸和终止。
起始步骤是核糖体寻找和定位到mRNA的启动子区域,在此过程中,40S亚基会与mRNA上的5’端形成一个预启动复合体。
延伸步骤是40S亚基向3’方向沿着mRNA上的密码子序列移动,同时寻找互补的tRNA,并将其载入到A位点上。
在此过程中,核糖体的功能是将mRNA和tRNA降低降低并产生蛋白质。
终止步骤是当核糖体遇到停止密码子时,其将停止认读的mRNA解离并释放新合成的蛋白质。
四、真核细胞中的翻译调控在真核细胞中,翻译的调控十分复杂。
这部分常规思考有点困难,因此我会在下列给出一些注意并结合一些举例。
1. 手段一:启动子和mRNA结构的差异某些mRNA具有特殊的序列或结构,使得核糖体需要额外的因素才能识别和结合。
例如,启动子区域上的Kozak序列能够增强蛋白质翻译的起始,而mRNA 中的内含子(即非编码区)则可由剪接体选择性切除,进而影响翻译的选择性。
2. 手段二:转化的调控转化是指mRNA在合成后的稳定性和翻译效率之间的调控。
核糖体蛋白质合成的工厂在细胞内,核糖体被誉为蛋白质合成的工厂。
这个小小的细胞器承担着生物体合成蛋白质的关键任务。
本文将详细介绍核糖体的结构和功能,以及蛋白质合成的过程,带您深入了解核糖体蛋白质合成的工作机制。
一、核糖体的结构核糖体是一种由核糖核酸(rRNA)和蛋白质组成的复合物。
在真核细胞中,核糖体由四种不同的rRNA和多种蛋白质组成,形成大小为60S和40S的两个亚基。
其中60S亚基是由28S、5.8S和5S rRNA以及多种蛋白质构成,而40S亚基则包含了18S rRNA和多种蛋白质。
核糖体的结构可以分为两个主要部分:大亚基和小亚基。
大亚基与蛋白质合成的核心功能相关,而小亚基则主要参与mRNA的识别和启动复合物的形成。
二、核糖体的功能核糖体的主要功能是合成蛋白质。
当细胞需要合成特定的蛋白质时,核糖体通过翻译mRNA上携带的遗传信息,并将其转化为氨基酸序列,从而合成蛋白质。
具体来说,核糖体的功能可以分为三个阶段:识别和启动、延伸和终止。
1. 识别和启动阶段:核糖体首先识别mRNA上的起始密码子,该密码子一般为AUG。
核糖体的小亚基与mRNA起始密码子配对,形成启动复合物。
然后大亚基加入其中,确保正确定位。
2. 延伸阶段:核糖体沿着mRNA逐个解读密码子,将适应的氨基酸带入蛋白质链中,并通过肽键连接。
这一过程持续进行,直到遇到终止密码子。
3. 终止阶段:当核糖体遇到终止密码子时,合成的蛋白质链释放出来,并与核糖体分离。
细胞中专门的终止因子参与到终止过程中,确保蛋白质的正确终止合成。
三、核糖体蛋白质合成的调控核糖体蛋白质合成是一个复杂的过程,需要精确的调控来确保合成过程的顺利进行。
1. 转录后修饰:核糖体的rRNA在合成过程中会发生特定的修饰,这些修饰可以影响rRNA与蛋白质的相互作用,从而调控核糖体的结构和功能。
2. 质量控制:核糖体合成的过程中,可能会出现错误的配对,或者某些rRNA和蛋白质发生异常。