1. 发现核糖体及核糖体功能鉴定的两个关键技术是什么 ?
答：核糖体最早是Albert Claude于1930s后期用暗视野显微镜观察细胞的匀浆物 时发现的，当时称为微体(Microsomes),直到1950s中期，George Palade在电子 显微镜下观察到这种颗粒的存在。当时 George Palade和他的同事研究了多种生
物的细胞, 发现细胞质中有类似的颗粒存在, 尤其在进行蛋白质合成的细胞中特 别多。 后来 Philip Siekevitz 用亚细胞组份分离技术分离了这种颗粒, 并发现这些 颗粒总是伴随内质网微粒体一起沉积。 化学分析揭示, 这种微粒富含核苷酸, 随 之命名为ribosome,主要成分是核糖体 RNA(rRNA)，约占60%、蛋白质(r蛋白 质)约占
40%。核糖体的蛋白质合成功能是通过放射性标记实验发现的。将细胞 与放射性标记的氨基酸短暂接触后进行匀浆， 然后分级分离， 发现在微粒体部分 有大量新合成的放射性标记的蛋白质。 后将微粒体部分进一步分离， 得到核糖体 和膜微粒， 这一实验结果表明核糖体与蛋白质合成有关。 两个关键技术是亚细胞 组份分离技术和放射性标记技术。
2•说明人体单倍体染色体组中四种 rRNA基因的组成、排列方式和拷贝数。
答：在人基因组的四种rRNA基因中，18S、5.8S和28S rRNA基因是串联在一 起的，每个基因被间隔区隔开， 5S的rRNA基因则是编码在另一条染色体上。
前3个基因组成一组， 分布在人的 13、 14、 15、 21、 22 等5条染色体上。在
间期核中，所有这5条染色体rRNA基因区域，转录时聚集在一起， 形成一个 核仁。在人体单倍体染色体组中， 每组rRNA基因有200个拷贝。每一拷贝为
一个 rDNA 转录单位。这 3 个基因是纵向串联排列在核仁组织者的 DNA 上。真 核细胞核糖体的5S rRNA基因则是独立存在于一个或几个染色体上， 拷贝数达
自然杂志３１卷６期诺贝尔奖简介
核糖体的研究历程
——２００９年诺贝尔化学奖简介
凌志洋①刘望夷②
①硕士研究生，②教授，中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所，上海２０００３１
关键词核糖体Ｘ射线衍射晶体学核糖体ＲＮＡ抗生素核糖体失活蛋白
２００９年ｌＯ月７日。美国科学家Ｖ·拉马克里希南、Ｔ·施泰茨以及以色列女科学家Ａ·尤纳特因为对核糖体结
构和功能的研究共同获得诺贝尔化学奖。这三位科学家分别应用Ｘ射线衍射技术以高分辨率解析了核糖体的原子
结构并且研究了核糖体功能。
Ｆ·克里克（ＦｒａｎｃｉｓＣｒｉｃｋ）于１９５８年提出分子生物
学的中心法则。可以说，分子生物学的发展皆是围绕中
心法则展开的［１］。中心法则说明了这样一个事实：生物
的遗传信息以ＤＮＡ序列的形式储存在基因组里，ＤＮＡ
信息转录形成信使ＲＮＡ（ｍＲＮＡ），ｍＲＮＡ翻译成组成生
物体蛋白的多种多样的氨基酸序列，而由这些蛋白承担
了绝大部分的生物学功能。其标准流程可以这样描述：
ＤＮＡ转录成ＲＮＡ．ＲＮＡ翻译成蛋白质，蛋白质反过来协
助前两项流程，并协助ＤＮＡ自我复制，或者更简单地表
示为“ＤＮＡ—ＲＮＡ一蛋白质”（见图Ｉ）。通常需要其他
很多蛋白及核酸的协助才能够将ｍＲＮＡ携带的遗传信
息翻译出来，而翻译过程的主要承担者就是核糖体。ｎＡ马州Ａ‰蝴
Ｕ
图１中心法则
中心法则揭示了遗传信息传递的方向和途径，是２０
世纪生物学的最重要成就之一。半个世纪以来有３０多
位科学家因为对阐明中心法则有关问题的杰出贡献而
获得诺贝尔奖。有代表性的是：１９６２年．因解读出ＤＮＡ
的原子模型，Ｊ·沃森（ＪａｍｅｓＷａｔｓｏｎ）、Ｆ·克里克、
Ｍ·威尔金斯（ＭａｕｒｉｃｅＷｉｌｋｉｎｓ）共同获得了诺贝尔生
理学或医学奖；２００６年，因对真核转录的分子基础的研
究，Ｒ·科恩伯格（ＲｏｇｅｒＫｏｒｎｂｅｒｇ）获得诺贝尔化学奖；
而在２００９年，Ｖ·拉马克里希南（ＶｅｎｋａｔｒａｍａｎＲａ·
ｍａｋｒｉｓｈｎａｎ）、Ｔ·施泰茨（ＴｈｏｍａｓＡ．Ｓｔｅｉｔｚ）和Ａ·尤
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。
细胞生物学目录
第一章 绪论
第二章 细胞生物的研究方法和技术
第三章 质膜的跨膜运输
第四章 细胞与环境的相互作用
第五章 细胞通讯
第六章 核糖体和核酶
第七章 线粒体和过氧化物酶体
第八章 叶绿体和光合作用
第九章 内质网，蛋白质分选，膜运输
第十章 细胞骨架 ，细胞运动
第十一章 细胞核和染色体
第十二章 细胞周期和细胞分裂
第十三章 胚胎发育和细胞分化
第十四章 细胞衰老和死亡 第一章 绪论1.原生质体：被质膜包裹在细胞内的所有的生活物质，包括细胞核和细胞质 细胞质：细胞内除核以外的原生质，即细胞中细胞核以外和细胞膜以内的原生质部分 原生质体：除去细胞壁的细胞2.结构域：生物大分子中具有特异结构和独立功能的区域3.装配模型：模板组装，酶效应组装，自组装4.五级装配： 第一级,小分子有机物的形成 第二级，小分子有机物组装成生物大分子 第三级,由生物大分子进一步组装成细胞的高级结构 第四级,由生物大分子组装成具有空间结构和生物功能的细胞器 第五级，由各种细胞器组装成完整细胞6.支原体：目前已知的最小的细胞
第二章 细胞生物的研究方法和技术1.显微镜技术：光镜标本制备技术、2.光镜标本制备技术步骤：样品固定、包埋与切片、染色3.电子显微镜种类：透射电子显微镜，扫描电镜，金属投影，冷冻断裂和冷冻石刻电镜，复染技术，扫描隧道显微镜4.细胞化学技术：酶细胞化学技术 ，免疫细胞化学技术 ，放射自显影5.细胞分选技术：流式细胞术6.分离技术：离心技术，层析技术，电泳技术
第三章 质膜的跨膜运输1.细胞功能：外界与通透性障碍，组织和功能定位，运输作用，细胞间通讯，信号检测2.膜化学组成：膜脂，膜糖，膜蛋白3.膜脂的三个种类：磷脂，糖脂，胆固醇4.脂质体用途：用作生物膜的研究模型，作为生物大分子与药物的运载体5.膜糖功能：细胞与环境的相互作用，接触抑制，信号转导，蛋白质分选，保护作用。6.膜蛋白类型：整合蛋白，外周蛋白，脂锚定蛋白7.膜蛋白功能：运输蛋白，酶，连接蛋白，受体（信号接受和传递）8.不对称性的研究方法：冰冻断裂复型，冰冻蚀刻9.膜流动性研究方法：质膜融合，淋巴细胞的成斑成帽效应，荧光漂白恢复技术10.膜流动性的重要性：酶活性，信号转导，物质运输，能量转换，细胞周期11.影响膜脂流动性的因素：脂肪酸链，胆固醇，卵磷脂/鞘磷脂比值12.影响膜蛋白流动的因素：整合蛋白，膜骨架，细胞外基因，相邻细胞，细胞外配体、抗体、药物大分子13.膜骨架的主要蛋白：血影蛋白，肌动蛋白和原肌球蛋白，带4.1蛋白，锚定蛋白14.转运蛋白质包括：载体蛋白，通道蛋白15.协同运输的方向：同向协同，反向协同 第四章 细胞与环境的相互作用1.细胞表面结构：细胞外被、膜骨架、胞质溶胶2.细胞外被功能：连接，细胞保护，屏障3.糖萼：由细胞表面的碳水化合物形成的质膜保护层，又称为多糖包被。4.细胞壁成分：纤维素，半纤维素，果胶质，木质素，糖蛋白5.细胞外基质成分：蛋白聚糖（成分是糖胺聚糖），结构蛋白，黏着蛋白6.透明质酸：细胞外基质中游离存在，在结缔组织中起强化、弹性和润滑作用，具有抗压能力7.胶原的功能：是骨、腱和皮肤组织中的主要蛋白，起细胞外基因骨架作用；促进细胞生长；维持并诱导细胞分化。8.弹性蛋白：是弹性纤维的主要成分，富含甘氨酸和谷氨酸。9.黏着蛋白的种类：纤粘连蛋白FN，层粘连蛋白LN10.FN功能：介导细胞黏着，是细胞外基质的组织者，影响细胞的迁移11.LN功能：是基膜的主要结构；介导细胞黏着于胶原，使之发生铺展；影响细胞迁移、生长、分化。12.基膜的组成成分：层粘连蛋白，巢蛋白，Ⅳ型胶原，硫酸肝素糖蛋白13.基膜作用：对组织起支持作用，调节分子通透性，作为细胞运动的选择性通透屏障14.细胞识别中起作用的事糖被，引起细胞黏着的是膜蛋白15.细胞识别系统：抗原—抗体的识别，酶与底物的识别，细胞间的识别，酶与信号分子的识别16.识别反应三类型：内吞，细胞黏着，信号反应17.钙黏着蛋白能通过它们所在的细胞类型进行区别： E-钙黏着蛋白（表皮），N-钙黏着蛋白（神经），P-钙黏着蛋白（胎盘）18.斑块连接分为：黏着连接，桥粒19.黏着连接有两种： 黏着带：细胞-细胞间 黏着斑：细胞与细胞外基质20.参与黏着连接的组分：钙黏着蛋白，肌动蛋白，细胞质斑21.黏着斑组分：整联蛋白，纤连蛋白22.桥粒分为：桥粒（钙黏着蛋白），半桥粒（整联蛋白） 细胞是通过中间纤维锚定在细胞骨架上。23.通讯连接：一种特殊的细胞连接，位于特化的具有细胞间通讯作用的细胞。方式：间隙连接，胞间连接，化学突触
