第十一章-核糖体(精要部分)PPT课件

.第1，11章核糖体和蛋白质的合成，核糖体(ribosome )是合成蛋白质的无膜包复细胞，其唯一功能是按照mRNA的指令从氨基酸高效准确地合成多肽链。 核糖体几乎存在于所有细胞内，会游离于细胞质基质中，或附着于内质网膜或核膜(真核细胞)。 第一节核糖体的类型和结构第二节核糖体和蛋白质的合成，3，第一节核糖体的类型和结构，一，核糖体的基本类型和成分二，核糖体的结构三，核糖体蛋白质和RRRNA的功能分析，4，一，核糖体的基本类型和成分，(一) 核糖体基因型上附着有核糖体游离核糖体原核细胞70S的核糖体真核细胞80S的核糖体分别为大小两个、5、1.70S核糖体，原核细胞核糖体沉降系数为70S、2*106离子浓度对大小亚基的结合起着重要作用， 70s核糖体体外实验显示：-Mg2浓度小于1mmol/ml时，显示解离为大(50S )小(30S )亚基-Mg2浓度超过10mmol/ml时，两个70s核糖体构成100S二聚体的真核细胞中的线粒体小亚单位长，约有1/3的长度有细条纹，把小亚单位分成大小两部分。 当两者结合时，凹陷相互对应，形成隧道。7、核糖体大小的亚基游离于细胞质基质中，仅在亚基与mRNA结合后与亚基结合形成完整的核糖体。 多肽链结束后，大小的亚基解离，游离到细胞质基质中。8、2.80s核糖体、80s核糖体和70s整体形态结构基本相似。 大亚基的28SrRNA，大小因种而异。 60S:28S、5.8S、5SrRNA； 40S:18SrRNA。 ”原核生物和真核生物核糖体的蛋白质和rRNA差异很大，但结构整体相似，特别是负责与mRNA结合的小亚基。 原核和真核细胞的rRNA有甲基化现象，该甲基化与RNA转录后加工过程的酶识别有关。 原核5S、16SrRNA和真核5.8S、18SrRNA的结构保守，常被用于生物进化的研究。 (9，10，(2)核糖体的主要成分，r蛋白质： 40%，核糖体表面rRNA:60%、核糖体内部，11，1 .核糖体RNA，原核生物核糖体中包含3种大小的rRNA，在小亚基中为16srRNA 真核生物核糖体包含4种rRNA，小亚基为18SrRNA，大亚基为28S、5S和5.8SrRNA。 rRNA具有高度复杂的二次结构，线性rRNA分子内部有70%的片段形成双链螺旋。 各种蛋白质与折叠的rRNA分子结合。 12，2 .核糖体蛋白质大肠杆菌核糖体含有50多种蛋白质，其中小亚基约21种，大亚基30多种，构成核糖体的蛋白质在大小亚基中有一定的空间分布。 真核生物核糖体中的蛋白质种类比原核生物种类多，大亚单位为49种，小亚单位为33种，共计约80多种。 核糖体的结构在电子显微镜下具有一定的三维形态，各核糖体由大小两个亚基构成. 大亚单位稍半圆形，直径约23纳米，一侧有三个突起，中央凹陷的小亚单位长，约1/3的长度有细条纹，把小亚单位分成大小两个区域。 大小的亚单位结合成为核糖体后，其凹陷相互对应形成隧道，成为翻译蛋白质时mRNA的通道。 16、rRNA基因的常用途径，细菌的rRNA具有高保守性，也具有高变异性。 保守性反映了种的亲缘关系，高变性揭示了种的特征核苷酸序列，rRNA是种鉴定的基础。因此，利用保守区设计公共引物扩增细菌的响应靶序列，可利用可变区的差异来鉴定菌种。 16SrRNA基因存在于细菌、衣原体、支原体、放线菌等原核生物的染色体基因中，而不存在于真菌、病毒等非原核生物中。 大部分病原菌的16SrRNA基因序列完成。 17、核糖体的大小子单元与rRNA之间，以及大小子单元之间，rRNA和蛋白质之间可以自组织，但是详细机制还不清楚，根据目前的研究至少可以肯定以下事实。 (1)30S子单元的蛋白质与16SrRNA结合，50S子单元的蛋白质与23SrRNA结合，组装不能混合工作的子单元。 (2)从不同的细菌中提取30S亚基的蛋白质和16SrRNA，混合后，就可以组装出功能性的30S亚基，说明没有种类差异。 (3)原核细胞和真核细胞的亚基不能形成功能性核糖体。 (4)E.coli的核糖体和(玉米中)叶绿体的核糖体相似，相互交换亚基还能发挥作用。 (5)E.coli的核糖体和线粒体的核糖体不同，交换后不能组装。 (一)核糖体有与蛋白质合成相关的结合部位和催化部位；(二)核糖体有rRNA发挥主要作用的结构成分；(三) r蛋白质的主要功能；19，(一)核糖体有与蛋白质合成相关的结合部位和催化部位在原核生物中，核糖体和mRNA结合的部位位于16SrRNA的3端，其正确识别的基础是细菌mRNA中有特殊的SD序列，起始密码子有5-10bp。 SD序列可以与核糖体小子单元16SrRNA的3端序列互补地耦合。 真核生物没有SD序列，核糖体小亚基正确识别mRNA的基础主要依赖于mrna 5端的甲基化帽子。 结构。 2 .与合成蛋白质有关的一系列结合部位和催化部位与核糖体；2 .与新引入的酰胺-tRNA结合的结合部位酰胺基部位； 别名a部位3 .具有与拉伸中的肽-tRNA结合的部位多肽基部位的p位4 .与多肽酰基转移后放出的tRNA结合的位置E位(exitsite)5.多肽酰基tRNA从a位转移到p位拉伸因子EF-G )的结合位点6 .多肽酰基转移酶的催化位点(核糖体中最主要的活性部位)7.与蛋白质合成相关的其他起始因子、拉伸因子和终止因子的结合位点、21、r蛋白质和rRNA，谁是主要的功能分子？”最初认为r蛋白执行核糖体的主要催化功能。 因为“酶的本质是蛋白质”是E.coli中核糖体蛋白的突变和缺失对蛋白合成没有“全”和“无”的影响，很难确定哪个蛋白具有催化功能。 ”的多数抗蛋白质合成抑制剂的突变株是rRNA基因突变，而不是r蛋白的基因突变。 ”的进化过程中，rRNA的结构比核糖体蛋白结构保守性高。 (rRNA在核糖体中发挥主要作用的结构成分的主要功能是为具有肽酰基转移酶活性的tRNA提供结合部位(a部位、p部位、e部位)； 为多种蛋白质合成因子提供结合部位； 在蛋白质合成开始时与mRNA选择性地结合，在多肽链延长中与mRNA结合； 核糖体的大小亚基的结合、校对阅读、无意义链和帧漂移的校正、抗生素的作用等与rRNA有关。23、(三) r蛋白的主要功能是，在rRNA折叠成功能性三维结构非常重要的蛋白质合成中，在某些r蛋白质可能对核糖体的构象发生“微调”作用的核糖体的结合部位，进一步在催化作用中核糖体蛋白与rRNA一起发挥功能.24、核糖体的功能是合成蛋白，具体作用是与mRNA连接，在16SrRNA的3端与多个原核生物的mRNA核糖体结合部位有互补关系，使得30S亚基能识别mRNA的起始端。 二是为多肽链的形成提供表面位置，大亚单元行使。 第三个是tRNA结合部位1.mRNA和小亚基的识别和结合2 .翻译开始3 .多肽链的延伸4 .多肽链的合成结束，25 .第二节的多核糖体和蛋白质的合成，另一方面，多核糖体(polyribosome或polysome )。 RNA在生命起源中的地位和进化过程，26，一，多核质体(polyribosome或polysome )，是概念核质体并不在细胞内单独执行功能的一个mRNA分子上连接多至数十个核质体而有效地合成肽链的在合成蛋白质的过程中，同一mRNA分子能与多个核糖体结合，同时合成几个蛋白质多肽链，结合在同一mRNA上的核糖体称为多核体，28，mRNA的起始密码子部位核糖体的子单位完全在第一核糖体离开起始密码子之后，空闲起始密码子的位置与另一核糖体充分地结合后，第二核糖体的小子单元被结合，建立完整的起始联合体并开始合成蛋白质。 类似地，第三核糖体、第四核糖体依次与mRNA结合形成核糖体。 电子显微镜照片显示，在核糖体之间约有80个核苷酸。29、多肽体的生物学意义，细胞内各种多肽的合成与其分子量的大小和mRNA的长度无关，每单位时间合成的多肽分子数大致相等。 以核糖体的形式进行多肽合成，使mRNA的利用和浓度控制更经济有效。 一般来说，核糖体在细胞内比mRNA稳定得多，可以反复合成多肽，核糖体本身的特异性小，相同的核糖体与结合的mRNA不同，所以可以合成不同种类的多肽。32、2、蛋白质合成、蛋白质合成过程复杂，核糖体、载mRNA和各种氨基酸的tRNA、各种蛋白质因子、以及GTP等共同完成，一般来说，只有开始拉伸后停止三个阶段的反应才能翻译多肽产物。33、翻译开始第一阶段，mRNA只能与细胞质中游离的核糖体30S亚基结合。 此时的结合部位是mRNA的开始密码子AUG (如何识别最初的AUG是开始密码子)。 第二步，第一个氨基酰基-tRNA进入核糖体。 mRNA和小亚基结合后，带甲氨酸的tRNA(fMet-tRNAfMet )由反密码子和mRNA上的起始代码AUG识别进入核糖体，进入小亚基的p位。 在第三步中，tRNA与AUG密码子结合后，核糖体的大亚基与起始复合体结合，形成完整的70S复合体。 该过程伴随着结合IF2的GTP水解释放翻译起始因子。34、多肽链的伸长，产生起始复合物，第一个氨基酸(fMet/Met-tRNA )与核糖体结合后，多肽链开始伸长。 mRNA模板密码子的排列使氨基酸通过新生肽键有规律地结合。 多肽链的伸长由很多循环构成，每次加入氨基酸都是一个循环。 在各个循环中，AA-tRNA进入核糖体a位点，产生移位脱氨基tRNA，35，肽链结束，肽链伸长过程中，如果终止密码子UAA、UAG或UGA出现在核糖体a位点，对应的AA-tRNA就会结合并且，新生的多肽链和tRNA从核糖体放出，核糖体大，亚基解离，蛋白质合成结束。释放因子RF具有GTP酶活性，催化GTP水解，解离肽链和核糖体。 细菌细胞内存在三种不同的终止因子(或释放因子，RF1、RF2、RF3 )，RF1识别UAG和UAA，RF2识别UGA和UAA。 RF和终止密码结合后，肽基转移酶可以不加入氨基酸，而是加入使水分子伸长的肽链中。 RF3可能与核糖体的解体有关。 真核细胞只有一个(RF )终止因子。 、36、三、RNA在生命起源中的地位和进化过程，生命是自我复制系统的三种生物大分子，只有RNA具有信息载体功能和酶的催化功能。 因此，推测RNA可能是生命起源中最早的生物大分子。 通过RNA催化剂产生蛋白质。 DNA代