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1、第六章第六章 核糖体核糖体(ribosome)核糖体的研究简史核糖体的研究简史v1897年，首次观察到核糖体，当时被称为核外染色质。v1955年，Palade用电镜观察到腺细胞的核糖体，当时被称为“Palade颗粒”。v1958年，Roberts提出用“ribosome”来 命 名 核 糖 体，ribosome是核糖核蛋白体的意思，中文简称核糖体。核糖体的分布核糖体的分布v普遍分布于原核细胞和真核细胞；v哺乳动物的成熟红细胞中没有核糖体；v线粒体基质和叶绿体基质中含有核糖体；v非细胞形态的病毒不含核糖体。第一节第一节 核糖体的形态结构核糖体的形态结构电镜下观察到的核糖体电镜下观察到的核糖体 P
2、rokaryotic Ribosome70sSmall subunit真核细胞核糖体：真核细胞核糖体：宽宽25nm25nm，长，长30nm30nm。原核细胞核糖体：原核细胞核糖体：宽宽17nm17nm，长，长20nm20nm。E.coli 50S subunit E.coli 30S subunit原核细胞的核糖体大小亚基原核细胞的核糖体大小亚基中心突柄 嵴头部基部平台头部平台 谷裂多聚核糖体模式图多聚核糖体模式图核糖体在进核糖体在进行蛋白质合行蛋白质合成时，多个成时，多个核糖体被一核糖体被一条条mRNA链链串联在一起，串联在一起，成为合成蛋成为合成蛋白质的功能白质的功能团，称为多团，称为多聚
3、核糖体。聚核糖体。大亚基：大亚基：呈圆锥形，在一侧伸出三个呈圆锥形，在一侧伸出三个突起为中心突、柄和嵴。突起为中心突、柄和嵴。小亚基：小亚基：呈弧形，可分为头部、基部呈弧形，可分为头部、基部和平台部。和平台部。v游离在细胞质中的核糖体称游离核糖游离在细胞质中的核糖体称游离核糖体；主要合成细胞质本身所需要的结体；主要合成细胞质本身所需要的结构蛋白。构蛋白。v附着在内质网上的核糖体称附着核糖附着在内质网上的核糖体称附着核糖体。主要合成分泌蛋白（如酶、激素体。主要合成分泌蛋白（如酶、激素及各种抗体）、溶酶体蛋白、跨膜蛋及各种抗体）、溶酶体蛋白、跨膜蛋白和驻留于内质网腔内的驻留蛋白。白和驻留于内质网腔
4、内的驻留蛋白。游离核糖体与附着核糖体游离核糖体与附着核糖体游离核糖游离核糖体与附着体与附着核糖体核糖体v游离核糖体游离核糖体v附着核糖体附着核糖体v多聚核糖体多聚核糖体注意区别注意区别第二节第二节 核糖体的化学组成核糖体的化学组成三种类型的三种类型的RNA分子分子v核糖体核糖体RNA（ribosomel RNA，rRNA）构成核糖体。构成核糖体。v转运转运RNA（transfer RNA，tRNA）转转运氨基酸至核糖体进行蛋白质合成。运氨基酸至核糖体进行蛋白质合成。v信使信使RNA（messenger RNA，mRNA）携带遗传信息，指导蛋白质合成。携带遗传信息，指导蛋白质合成。一、核糖体的主
5、要化学组成（一、核糖体的主要化学组成（rRNA和蛋白质）和蛋白质）16S rRNA的二级结构的二级结构识别识别 mRNA上多肽合成上多肽合成起始位点起始位点二、核糖体上二、核糖体上RNA的结合部位的结合部位vmRNA结合结合部位部位:mRNA的的5端起始端起始密码子的上密码子的上游游3-9个碱个碱基与小亚基基与小亚基16SrRNA 3端碱基配对端碱基配对形成。形成。v氨酰氨酰tRNA结合部位结合部位（aminoacyl tRNA binding site，A位位），又称受位，又称受位（acceptor site）v肽酰肽酰tRNA结合部位结合部位（peptidyl tRNA binding s
6、ite，P位位），又称给位，又称给位（donor site）mRNA binding site肽肽链链出出口口部部位位简简称称E部部位位Ribosome X-ray structure 三、核糖体蛋白质在核糖体上的定位三、核糖体蛋白质在核糖体上的定位核糖体蛋白质的功能核糖体蛋白质的功能蛋白质蛋白质功能功能S16S12S11S18S4、S5、S12S3、S10、S14在核糖体组装中起重要作用在核糖体组装中起重要作用是多肽链的起始部位是多肽链的起始部位缺失时翻译错误增加缺失时翻译错误增加与与mRNA结合结合与链霉素结合与链霉素结合与与tRNA结合结合密码阅读位点密码阅读位点L17、L19位于出口域
7、位于出口域其它其它L位于翻译域位于翻译域第三节第三节 核糖体的功能核糖体的功能阅读遗传阅读遗传密码，携密码，携带氨基酸带氨基酸进行蛋白进行蛋白质合成质合成携带遗传携带遗传密码、指密码、指导蛋白质导蛋白质合成合成核糖体的功能核糖体的功能小亚基的功能小亚基的功能v与与mRNA结合结合v提供密码阅读部位提供密码阅读部位v提供提供 A 位的一部分位的一部分v提供提供A位位的一部分的一部分v提供提供P位位v提供提供GTP酶活性部酶活性部位位大亚基的功能大亚基的功能大亚基的功能大亚基的功能胞质内质网腔v提供激活的肽基转移酶的结合部位提供激活的肽基转移酶的结合部位v提供内质网膜结合部位提供内质网膜结合部位v
8、存在中央管，新生肽链的释放部位存在中央管，新生肽链的释放部位IF-3IF-1A U G53IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi蛋白质的合成的过程蛋白质的合成的过程步骤一：肽链合成的起始步骤一：肽链合成的起始步骤二：肽链的延长步骤二：肽链的延长U A G53RFCOO-步骤三：肽链延长的终止步骤三：肽链延长的终止第四节第四节 核糖体的解离及自我组装核糖体的解离及自我组装一、一、MgMg2+2+对核糖体组装的影响对核糖体组装的影响1mmol/L10mmol/L二、核糖体的解离与自我组装二、核糖体的解离与自我组装尿尿素素尿尿素素核糖体的整体组装核糖体的整体组装小亚基小亚基16S rRNA+21种
9、蛋白质种蛋白质Mg2+40-5030S小亚基小亚基大亚基大亚基23S rRNA5S rRNA+蛋白质蛋白质4mmol/L Mg2+44 20min41-48S 中间颗粒中间颗粒20mmol/L Mg2+50 90min50S大亚基大亚基核糖体的在体组装核糖体的在体组装v核糖体为自组装结构；核糖体为自组装结构；v活体内装配更迅速、有效；活体内装配更迅速、有效；vS16对组装的速率有重大影响；对组装的速率有重大影响；v前核糖体亚单位是在核仁中组装的。前核糖体亚单位是在核仁中组装的。第五节第五节 异常情况下核糖体的变化异常情况下核糖体的变化v游离核糖体的解聚与附着核糖体游离核糖体的解聚与附着核糖体的
10、脱落均可被视为蛋白质合成降的脱落均可被视为蛋白质合成降低或终止的一个形态指标；低或终止的一个形态指标；v随红细胞的成熟，多聚核糖体会随红细胞的成熟，多聚核糖体会逐渐解聚，直至消失；逐渐解聚，直至消失；v细胞在有丝分裂阶段，多聚核糖细胞在有丝分裂阶段，多聚核糖体解聚，蛋白质合成下降。体解聚，蛋白质合成下降。正常生理状况下核糖体的变化正常生理状况下核糖体的变化异常情况下核糖体的变化异常情况下核糖体的变化v肿瘤细胞的细胞质中可见多聚核糖体增肿瘤细胞的细胞质中可见多聚核糖体增多；多；v维生素维生素C缺乏，导致附着核糖体的解聚，缺乏，导致附着核糖体的解聚，外输性蛋白质合成减少；外输性蛋白质合成减少；v伤口愈合时，成纤维细胞粗面内质网上伤口愈合时，成纤维细胞粗面内质网上的多聚核糖体增多，蛋白质合成增加；的多聚核糖体增多，蛋白质合成增加；v四氯化碳中毒的肝细胞，内质网上的多四氯化碳中毒的肝细胞，内质网上的多聚核糖体脱落，蛋白质合成下降。聚核糖体脱落，蛋白质合成下降。