6. 核糖体及核酶07836

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1、6．核糖体与核酶　　6.1核糖体的形态结构　　　6.1.1核糖体的类型和化学组成　　　6.1.2核糖体蛋白质与rRNA　　　6.1.3细菌核糖体的结构模型　　6.2核糖体的生物发生　　　6.2.1核糖体rRNA基因的转录与加工　　　6.2.2核糖体的装配　　6.3核糖体的功能—蛋白质的合成　　　6.3.1核糖体的功能位点　　　6.3.2蛋白质合成的基本过程　　　6.3.3多聚核糖体　　　6.3.4蛋白质合成抑制剂　　　6.3.5蛋白质的寿命与降解　　6.4反义RNA与核酶　　　6.4.1小分子RNA与反义RNA　　　

2、6.4.2核酶　　　6.4.3内含子的切除:核酶的作用机理　　　6.4.4RNA编辑学习指导录像  6．核糖体与核酶核糖体(ribosome)，是细胞内一种核糖核蛋白颗粒(ribonucleoproteinparticle),其惟一功能是按照mRNA的指令将氨基酸合成蛋白质多肽链,所以核糖体是细胞内蛋白质合成的分子机器。核糖体最早是AlbertClaude于20世纪30年代后期发现的,其后又证明了其蛋白质合成功能。随着分子生物学的发展，核糖体概念的涵意有了进一步的发展。细胞内除了从事蛋白质合成的核糖体外，还有许多其它

3、功能的核糖核蛋白体颗粒，通常是一些小分子的RNA同蛋白质组成的颗粒，它们参与RNA的加工、RNA的编辑、基因表达的调控等。发现核糖体及核糖体功能鉴定的两个关键技术是什么? 6.1核糖体的形态结构核糖体是细胞内数量最多的细胞器，原核细胞和真核细胞都有核糖体，功能也相同，但是结构组成却有很大差别。6.1.1核糖体的类型和化学组成■核糖体的类型●按存在的部位:有三种类型核糖体，细胞质核糖体、线粒体核糖体、叶绿体核糖体。●按存在的生物类型:分为两种类型，即真核生物核糖体和原核生物核糖体。原核细胞的核糖体较小，沉降系数为70S

4、，相对分子质量为2.5x103kDa，由50S和30S两个亚基组成(图6-1)；而真核细胞的核糖体体积较大，沉降系数是80S，相对分子质量为3.9～4.5x103kDa，由60S和40S两个亚基组成。图6-1从两个不同角度观察的E.coli核糖体的三维结构●Mg2+的浓度对于大小亚基的聚合和解离有很大的影响，体外实验表明:70S核糖体在Mg2+的浓度小于1mmol/L的溶液中易解离;当Mg2+浓度大于10mmol/L，两个核糖体通常形成100S的二聚体(图6-2)。图6-2通过区带离心鉴定核糖体的亚基在低浓度的Mg2

5、+时，完整的核糖体将分成大小两个亚基。●在组成上，叶绿体中的核糖体与原核生物核糖体相同，但线粒体中核糖体的大小变化较大(表6-1)。表6-1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80S60S(大亚基)28S，5.8S，5S(真核生物) 40S(小亚基)18S，细胞质70S50S(大亚基)23S，5S(原核生物) 30S(小亚基)16S线粒体55-60S45S(大亚基)16S(哺乳动物) 35S(小亚基)12S线粒体75S53S(大亚基)21S(酵母) 35S(小亚基)14S线粒体78S6

6、0S(大亚基)26S，5S(高等植物) 45S(小亚基)18S叶绿体70S50S(大亚基)23S，5S  30S(小亚基)16S ■核糖体的化学组成核糖体的大小两个亚基都是由核糖体RNAs(rRNAs)和核糖体蛋白(ribosomalproteins)组成的，原核生物和真核生物细胞质核糖体的大小亚基在蛋白质和RNA的组成上都有较大的差别(图6-3)图6-3典型的原核细胞和真核细胞质核糖体的化学组成  6.1.2核糖体蛋白质与rRNA由于核糖体有着十分重要的生物学功能，所以有关其结构和各种结构域的功能，一直是研究的重点

7、。为了建立一个完整的核糖体分子结构模型，必须了解构成核糖体的每一个蛋白质和rRNA分子在核糖体中的位置。 ■核糖体蛋白通过电泳和层析等技术，已经鉴定了E.coli核糖体小亚基的21种蛋白质和大亚基的34种蛋白质。小亚基的蛋白分别命名为S1～S21，大亚基的核糖体蛋白命名为L1～L33。核糖体中的蛋白质除了一种具有四个拷贝外，其余都是一个拷贝。图6-4是E.coli小亚基21种蛋白质的排列。图6-4E.coli小亚基21种蛋白质的排列 ■核糖体rRNAHarryHoller测定了E.coli16SrRNA序列，一共有1

8、542个核苷酸。通过计算机分析，发现不同生物来源的16SrRNA的序列组成具有进化上的保守性。推测16SrRNA结构有四个结构域，每个结构域都有46%的碱基配对，形成螺旋的柄状结构(图6-5)。每一个柄状结构都很短，不到8bp，且并不都是完全配对的。16SrRNA的电子显微照片的形态与30S核糖体亚基相似，因此认为30S核糖体亚基的形态主要是由