细胞生物学-第七章 核糖体

第七章 核糖体Ribosome,第一节 核糖体的基本特征 第二节 核糖体的结构与功能,1955年Palade电镜腺细胞,1958年Roberts命名ribosome,一.核糖体的种类、分布及形态,非膜性细胞器；电镜：高电子密度的圆形或椭圆形致密小颗粒。,种类和沉降系数,原核细胞核糖体,真核细胞质核糖体,真核细胞器核糖体,叶绿体核糖体,线粒体核糖体,第一节 核糖体的基本特征,15nm30nm。,核糖体的种类和沉降系数,核糖体的类型 单体 大亚基 小亚基,原核细胞核糖体 70S 50S 30S,真核细胞核糖体 80S 60S 40S,真核细胞器核糖体,叶绿体核糖体 70S 50S 30S,线粒体核糖体 5580S(因种类而异） 50S 30S,结 构,大亚基,小亚基,柄,中心突,嵴,平台,头部,裂沟,基部,50S,30S,mRNA,mRNA,tRNA,多肽,中央管,形态结构,rRNA,蛋白质,原核细胞核糖体(70S)： 1.5:1,真核细胞核糖体(80S) : 1:1,化学组成,70S核糖体,50S,30S,80S核糖体,60S,40S,23S RNA,16S RNA,5S RNA,28S RNA,5.8S RNA,5S RNA,18S RNA,34种蛋白质,21种蛋白质,45种蛋白质,33种蛋白质,二、核糖体的化学组成,三、核糖体的聚合和解离,Mg+,单体 80S,60S,40S,二聚体 120S,一、核糖体的结构,rRNA的三维结构,第二节 核糖体的结构与功能,核糖体的重要活性部位,功能：参与蛋白质的生物合成。,翻译：由mRNA分子中的核苷酸顺序转变为多肽链中氨基酸顺序的过程。,（一）遗传密码,遗传密码的发现,1961年Nirenberg实验,三联体密码（密码子）：mRNA分子中每三个相邻的碱基决定了合成的多肽链中的一种氨基酸。,1966年20种氨基酸64种密码子,所有64种密码子总称遗传密码。,二、核糖体的功能,U C A G,遗 传 密 码 表,第一碱基(5,),UCAG,第 二 碱 基,第三碱基（3，）,UCAG,UCAG,UCAG,UCAG,苯丙氨酸 丝氨酸 酪 氨 酸 半胱氨酸苯丙氨酸 丝氨酸 酪 氨 酸 半胱氨酸亮 氨 酸 丝氨酸 终止密码 终止密码亮 氨 酸 丝氨酸 终止密码 色 氨 酸,亮 氨 酸 脯氨酸 组 氨 酸 精 氨 酸亮 氨 酸 脯氨酸 组 氨 酸 精 氨 酸亮 氨 酸 脯氨酸 谷氨酰胺 精 氨 酸亮 氨 酸 脯氨酸 谷氨酰胺 精 氨 酸,异亮氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 丝 氨 酸异亮氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 丝 氨 酸异亮氨酸 苏氨酸 赖 氨 酸 精 氨 酸 甲硫氨酸 *+合成起步信号,苏氨酸 赖 氨 酸 精 氨 酸,缬 氨 酸 丙氨酸 天冬氨酸 甘 氨 酸缬 氨 酸 丙氨酸 天冬氨酸 甘 氨 酸缬 氨 酸 丙氨酸 谷 氨 酸 甘 氨 酸缬 氨 酸 丙氨酸 谷 氨 酸 甘 氨 酸,遗传密码的特征,特 征,方向性：5，3， 5，-UUG- 3，亮氨酸 5，-GUU- 3，缬氨酸,简并性和兼职,简并性：同义密码,兼职,通用性,不重叠 无标点,5，-GTT TAT GGT ACG CTG- 3，,D基因的阅读方式 缬 酪 甘 苏 亮,5，-GTT TAT GGT ACG CTG- 3，,E基因的阅读方式 苯丙 甲硫 缬 精,（二）核糖体与蛋白质的生物合成,氨基酰tRNA的合成,氨基酸的活化：氨基酸（aa) + ATP + 酶,氨基酰-腺苷酸酶aaAMP+PP,氨基酰-tRNA的生成: 酶aaAMP+ tRNA,氨基酰-tRNA(aatRNA)+AMP+酶,蛋,+,蛋,+,UAC,蛋,+,肽链合成的起始,三元复合物的生成：起始因子(IF3),UAC,30S前起始复合物的形成：起始因子(IF2),70S起始复合物的形成：GTPGDP+Pi,30S小亚基 + mRNA（起始信号部位） + IF3IF3 -mRNA-30S三元复合物,IF3 -mRNA-30S三元复合物 +IF2+fMet-tRNAfIF2 -30S-mRNA-fMet-tRNAf+IF3,IF2 -30S-mRNA-fMet-tRNAf+50S大亚基30S-mRNA-50S-fMet-tRNAf+IF2,IF3,IF3 -mRNA-30S三元复合物,IF2 -30S-mRNA-fMet-tRNAf,30S-mRNA-50S-fMet-tRNAf,IF2 GTP,IF3,IF2,IF3,A位,肽链合成的起始,IF3,IF3,IF3 -mRNA-30S 三元复合物,IF2 -30S-mRNA-fMet-tRNAf,30S-mRNA-50S-fMet-tRNAf,IF2,IF3,IF2,A位,肽 链 的 延 长,1.氨酰基-tRNA 进入A位,肽链的延长,2.肽键的形成,3.移位,循环重复过程,参与的因子,延长因子（ EF ),EF-T(EF-1):与氨基酰-tRNA和GTP结合形成一种复合,物，并将其带到核糖体上。,EF-G(EF-2):帮助肽酰基-tRNA由核糖体A位移向P位。,GTP:提供能量,fMet,肽 链 的 延 长,1.氨酰基-tRNA 进入A位,2.肽键的形成,U A C,肽基转移酶 形成肽键,3.移位(由A位转移至P位）,EF-G,易位酶G因子,A C U U A G,A C U U A G,A C U U A G,EF-T GTP,肽 链 的 延 长,EF-T GTP,fMet,U A C,肽基转移酶 形成肽键,EF-G 易位酶G因子,C G G,肽链合成的终止与释放,释放因子,U G A,U G A,IF3,IF2,IF3 -mRNA-30S三元复合物,IF2 -30S-mRNA-fMet-tRNAf,30S-mRNA-50S-fMet-tRNAf,IF2 GTP,IF3,IF2,IF3,A位,肽基转移酶 形成肽键,fMet,EF-G 易位酶G因子,EF-T GTP,氨酰基-tRNA 进入A位,肽键的形成,移位(由A位转移至P位）,U G A,释放因子,C G G,U A C,肽链合成的终止与释放,U G A,核糖体合成的蛋白质,结构蛋白：,外输蛋白（分泌蛋白）：,由游离核糖体合成，多分布细胞基质中。某些结构蛋白（膜镶嵌蛋白、溶酶体酶蛋白、等）是由附着核糖体合成的,由附着核糖体合成，大多从细胞分泌出去,多肽链的合成,（三）rR