九、核糖体教材
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细胞生物学(第五版)-第10章-核糖体精选全文完整版
多核糖体模式图
二、蛋白质的合成
又称蛋白质的翻译，是细胞中最复杂、最精确的生 命活动之一。蛋白质合成需要各种携带氨基酸的 tRNA、核糖体、mRNA、多种蛋白质因子、阳离子 及GTP等的参与
蛋白质合成分为三步：
起始(Initiation)包括核糖体与mRNA 结合，形 成起始复合物，其中含有第一个氨酰-tRNA。
仅发现在哺乳动物成熟的红细胞 等极个别高度分化的细胞内没有 核糖体，线粒体和叶绿体中也含 有核糖体。 核糖体是细胞最基本的不可缺少 的结构。
核糖体是一种不规则颗粒状的结构，其主 要成分是RNA和蛋白质，直径约25 nm 核糖体蛋白分子主要分布在核糖体表面， 核糖体RNA(rRNA)位于内部，二者靠共价 键结合在一起。
甲基转移酶催化形成的。
30S小亚基与mRNA的结合需要 起始因子(initiation factor，IF)的 帮助。 这些起始因子仅位于30 S亚基上。 一旦30 S亚基与50 S亚基结合形 成70S核糖体后便释放。 起始因子的主要作用：帮助形成 起始复合物。 原核细胞有3种起始因子： IF1、IF2和IF3。
主要包括4个步骤： 1、氨酰-tRNA进入核糖体A位点的选择 2、肽键的形成 3、转位(translocation) 4、脱氨酰-tRNA的释放。
1.氨酰-tRNA在核糖体A位点的入位
起始的tRNAiMet占据P位点， 核糖体接受第2个氨酰-tRNA进 入A位点，这就是肽链延伸的 第一步。 为了有效地结合A位点，第二 个氨酰-tRNA必须与有GTP的 延伸因子(elongation factor， EF)EF-Tu结合形成复合物氨酰 -tRNA·EF-Tu·GTP。
三、核糖体蛋白质与rRNA的功能
核糖体上具有一系列与蛋白质合成有关的结合位 点与催化位点
二、蛋白质的合成
又称蛋白质的翻译，是细胞中最复杂、最精确的生 命活动之一。蛋白质合成需要各种携带氨基酸的 tRNA、核糖体、mRNA、多种蛋白质因子、阳离子 及GTP等的参与
蛋白质合成分为三步：
起始(Initiation)包括核糖体与mRNA 结合，形 成起始复合物，其中含有第一个氨酰-tRNA。
仅发现在哺乳动物成熟的红细胞 等极个别高度分化的细胞内没有 核糖体，线粒体和叶绿体中也含 有核糖体。 核糖体是细胞最基本的不可缺少 的结构。
核糖体是一种不规则颗粒状的结构，其主 要成分是RNA和蛋白质，直径约25 nm 核糖体蛋白分子主要分布在核糖体表面， 核糖体RNA(rRNA)位于内部，二者靠共价 键结合在一起。
甲基转移酶催化形成的。
30S小亚基与mRNA的结合需要 起始因子(initiation factor，IF)的 帮助。 这些起始因子仅位于30 S亚基上。 一旦30 S亚基与50 S亚基结合形 成70S核糖体后便释放。 起始因子的主要作用：帮助形成 起始复合物。 原核细胞有3种起始因子： IF1、IF2和IF3。
主要包括4个步骤： 1、氨酰-tRNA进入核糖体A位点的选择 2、肽键的形成 3、转位(translocation) 4、脱氨酰-tRNA的释放。
1.氨酰-tRNA在核糖体A位点的入位
起始的tRNAiMet占据P位点， 核糖体接受第2个氨酰-tRNA进 入A位点，这就是肽链延伸的 第一步。 为了有效地结合A位点，第二 个氨酰-tRNA必须与有GTP的 延伸因子(elongation factor， EF)EF-Tu结合形成复合物氨酰 -tRNA·EF-Tu·GTP。
三、核糖体蛋白质与rRNA的功能
核糖体上具有一系列与蛋白质合成有关的结合位 点与催化位点
生物化学核糖体ppt
在基因治疗和基因组编辑中的应用
基因表达调控
通过调控核糖体的翻译过程，可 以实现对特定基因表达的调控， 从而达到治疗遗传性疾病或癌症
的目的。
基因组编辑
利用核糖体在蛋白质合成中的重 要作用，可以设计基因组编辑工 具，实现对人类基因组的精确编
辑。
基因疗法
通过调控核糖体的翻译过程，可 以开发出新型的基因疗法，用于 治疗各种遗传性疾病和罕见病。
02 核糖体的合成
核糖体RNA的合成
01
02
03
转录
核糖体RNA由RNA聚合酶 转录产生，转录过程中需 要DNA作为模板。
剪接
转录后的核糖体RNA需要 经过剪接，去除内含子， 形成成熟的核糖体RNA。
修饰
核糖体RNA中的碱基可能 经过甲基化、假尿嘧啶化 等修饰，这些修饰对核糖 体的功能至关重要。
不同生物的核糖体在结构和功能上存在差异，反映了生物 在进化过程中的适应和变异。对核糖体的比较研究有助于 深入了解生物多样性的形成和演化机制。
在疾病诊断和治疗中的意义
核糖体与多种疾病的发生和发展密切 相关，如癌症、感染性疾病等。通过 对核糖体的研究，有助于发现新的疾 病标志物和药物靶点，为疾病的诊断 和治疗提供新的思路和方法。
在合成生物学和生物工程中的应用
生物催化剂
核糖体是一种高效的蛋白质合成机器，可以作为生物催化剂用于 生产各种高附加值化学品和生物材料。
生物传感器
利用核糖体对特定分子的识别能力，可以开发出新型的生物传感器 ，用于环境监测、食品安全等领域。
生物制药
通过优化核糖体的翻译效率，可以提高蛋白质药物的产量和质量， 加速生物制药产业的发展。
核糖体的结构
核糖体由大、小两个亚基组成，每个 亚基都由RNA和蛋白质构成。
细胞生物学--核糖体 ppt课件
沉降系数是80S，分子量为3.9～4.5x103 kDa, 60S和40S两个亚基组成。
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
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。
3
6.1.1 核糖体的类型和化学成分
结构：由大亚基、小亚基结合形成。蛋白质合成时，大、小 亚基结合在一起，成为完整的核糖体才能发挥作用，当 蛋白质合成结束时，大、小亚基随即分离。
对mRNA的利用及对其浓度的调控更为经济和有效。
11
在mRNA的起始密码子部位，核糖体向mRNA的3‘端移动，直到到达终止密码 子处。 当第一个核糖体离开起始密码子后，空出的起始密码子的位置足够与另一个 核糖体结合时，第二个核糖体的小亚基就会结合上来，并装配成完整的起始 复合物，开始蛋白质的合成。 同样，第三个核糖体、第四个核糖体、……依次结合到mRNA上。 据电子显微照片推算，多聚核糖体中，每个核糖体间相隔约80个核苷酸。
❖ 经过三种RNA以及多种蛋白质的相互作用， 使来自DNA的遗传信息正确地传递到蛋白质。
23
遗传密码
遗传密码
❖遗传密码（genetic code）是联系核酸的碱基序 列和蛋白质的氨基酸序列的途径。mRNA上由 三个碱基代表一种氨基酸，称为密码子 （codon）。
❖ 生物体内存在多个密码子代表一种氨基酸的情 况。
12
核糖体中rRNA是起主要作用的成分
具有肽酰转移酶的活性； 为tRNA提供结合位点(A位点、P位点和E位点) 在蛋白质合成起始时参与同mRNA选择性地结
合以及在肽链的延伸中与mRNA结合； 核糖体大小亚单位的结合、校正阅读(proofreading)、
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
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。
3
6.1.1 核糖体的类型和化学成分
结构：由大亚基、小亚基结合形成。蛋白质合成时，大、小 亚基结合在一起，成为完整的核糖体才能发挥作用，当 蛋白质合成结束时，大、小亚基随即分离。
对mRNA的利用及对其浓度的调控更为经济和有效。
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在mRNA的起始密码子部位，核糖体向mRNA的3‘端移动，直到到达终止密码 子处。 当第一个核糖体离开起始密码子后，空出的起始密码子的位置足够与另一个 核糖体结合时，第二个核糖体的小亚基就会结合上来，并装配成完整的起始 复合物，开始蛋白质的合成。 同样，第三个核糖体、第四个核糖体、……依次结合到mRNA上。 据电子显微照片推算，多聚核糖体中，每个核糖体间相隔约80个核苷酸。
❖ 经过三种RNA以及多种蛋白质的相互作用， 使来自DNA的遗传信息正确地传递到蛋白质。
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遗传密码
遗传密码
❖遗传密码（genetic code）是联系核酸的碱基序 列和蛋白质的氨基酸序列的途径。mRNA上由 三个碱基代表一种氨基酸，称为密码子 （codon）。
❖ 生物体内存在多个密码子代表一种氨基酸的情 况。
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核糖体中rRNA是起主要作用的成分
具有肽酰转移酶的活性； 为tRNA提供结合位点(A位点、P位点和E位点) 在蛋白质合成起始时参与同mRNA选择性地结
合以及在肽链的延伸中与mRNA结合； 核糖体大小亚单位的结合、校正阅读(proofreading)、
医学细胞生物学最完整的课件第七章核糖体
二 C
丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸
丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸
碱 A
酪氨酸 酪氨酸 终止密码 终止密码 组氨酸 组氨酸 谷氨酰胺 谷氨酰胺 天冬酰胺 天冬酰胺 赖氨酸 赖氨酸
天冬氨酸 天冬氨酸 谷氨酸 谷氨酸
基 第三碱基（3，） G
半胱氨酸
U
半胱氨酸
C
终止密码
A
色氨酸
G
精氨酸
U
பைடு நூலகம்精氨酸
C
精氨酸
A
精氨酸
G
丝氨酸
U
丝氨酸
C
精氨酸
A
精氨酸
G
甘氨酸
U
甘氨酸
C
甘氨酸
A
甘氨酸
G
遗传密码的特征
方向性：5， 3， 5，-UUG- 3，亮氨酸 5，-GUU- 3，缬氨酸
简并性：同义密码
特 简并性和兼职
征 通用性
兼职
不重叠 无标点
D基因的阅读方式 缬 酪 甘 苏 亮
IF2
基
3,
IF3 -mRNA-30S 三元复合 物
大 亚 基
fMet 小 亚 基
fMet
GTP IF32
U A C大
亚
A 基 UAC
5,
小 亚
AUG
I位F23
基
GTPGD3,P+Pi
IF3
IF3 -mRNA-30S三元复合物
IF2 -30S-mRNA-fMet3t0RSN-mARf NA-50S-fMet-tRNAf
位位
EF-G 易位酶G因子
GTP GDP+Pi
核糖体PPT精品课程课件讲义
E) 和肽酰基部位(P位) 3.肽基转移酶部位 4.GTP酶部位 5.E部位。
P位
A位
四.真核细胞核糖体类型和功能
游离核糖体：游离在细胞质中。 附着核糖体（膜旁核糖体）：附着在内质网表面。
功能：蛋白质合成的场所
•游离核糖体合成：结构蛋白（如细胞代谢 所需的酶、核糖体蛋白、 线粒体蛋白等）
•附着核糖体合成：分泌蛋白、膜镶嵌蛋白、
溶酶体酶蛋白等
游 离 核 糖 体 合 成 的 蛋 白
附 着 核 糖 体 合 成 的 蛋 白
电镜下显示内质网（兰色），核糖体颗粒（绿色）
谢谢聆听
THANK YOU FOR YOUR ATTENTION
蛋白质
80S核糖体
40S
二. 核糖体的形态结构 非膜性细胞器；高电子密度的圆形或椭圆
形致密小颗粒。直径15～25nm。
柄
大亚基 60S
结 构
(圆锥形）
中心突
裂沟 小亚基 （长条形） 40S
平台
嵴
mRNA 头部 基部
新生肽链释放部位
结
三.核糖体的重要活性部位
核糖体的重要活性部位
1.mRNA结合位, 2.氨酰基部位(A位)和肽酰基部位(P位), 3.肽基转移酶部位, 4.GTP酶部位, 5.E部位。
PPT内容可自行编辑
核糖体
主讲：XX XX
凡大医治病，必当安神
定志，无欲无求，先发大慈恻 隐之心，誓愿普救含灵之苦。
- - 孙思邈
PPT内容可自行编辑
开始上课！
一.核糖体的化学组成
rRNA 原核细胞核糖体(70S) 真核细胞核糖体(80S)
28S RNA 60S ~50种蛋白质 18S RNA ~33种蛋白质 5.8S RNA 5S RNA
第九章 核糖体
第九章核糖体（ribosme）教学目的：掌握核糖体的结构与功能教学重点：核糖体的组成成分及各自功能教学难点：核糖体的功能活性部位讲授法第一节核糖体的类型与结构一、基本类型及化学成分以沉降系数不同划分为三种类型，每种类型均有大、小两个亚单位构成。
单体亚单位原核细胞、叶绿体、线粒体 70 S 50 S 30 S哺乳类线粒体 55 S 35 S 25 S真核细胞 80 S 60 S 40 S二、结构及装配（一）结构目前对细菌的核糖体了解较深，故以70 S核糖体来介绍其结构。
大亚单位呈半圆形，一侧伸出三个突起，中央有一凹陷。
小亚单位呈长条形，约于1/3长度处有一细的缢痕，使小亚单位分为大小两个部分。
二者结合起来时，凹陷部位彼此对应，形成一隧道。
（二）装配核糖体大小亚基与rRNA之间，以及大小亚基之间，rRNA与蛋白质之间可以自行装配，但详细机理尚未查清，根据目前的研究，至少可以肯定以下事实。
（1）30S亚单位的pro 专同 16S rRNA结合，50S亚单位的pro 专同 23S rRNA结合，若将其混合，则装配不成有功能的亚单位。
（2）从不同细菌提取出30S亚单位的蛋白质和16S rRNA，混合后可装配成有功能的30S亚单位，说明无种间差异。
（3）原核细胞与真核细胞的亚单位不能形成有功能的核糖体。
（4）E.coli的核糖体和（玉米中）叶绿体的核糖体相似，相互交换亚单位仍具功能。
（5）E.coli的核糖体和线粒体的核糖体不同，相互交换后不能装配。
三、核糖体蛋白质与rRNA的功能在单个核糖体上，可区分多个功能活性部位，在蛋白质合成过程中各有专一的识别作用和功能。
○1与mRNA结合的位点：在16SrRNA的3`端有一段顺序同多数原核生物的mRNA(AUG上游3-9个碱基)的核糖体结合位点有互补关系，以便使mRNA 结合在小亚基上。
○2A位点（A site，acceptor site，aminoacyl site），氨酰基位点亦称氨基酸部位或受位，是接受氨酰基tRNA的部位，偏于大亚单位（大亚基“座斗”，右侧“扶手”；小亚基“头部”和“颈部”）。
W09核糖体-PPT课件
（二）核糖体的化学组成：
主要组分是蛋白质和RNA，极少或无脂类，70S型ribosome中，蛋白 质：rRNA约1：2，80S型核糖体中，蛋白质：rRNA约1：1 rRNA可占细胞中RNA总量的80%以上，rRNA在ribosome内部构成特 定臂环结构 ：
核糖体 大亚单位 小亚单位 大亚单位 80S 70S 55S 60S 50S 35S 40S 30S 25S rRNA 小亚单位 18S 16S 12S 28S+5.8S＋5S 23S+5S 21S+5S 蛋白质数量 大亚单位 小亚单位 49 31 — 33 21 —
3. 红细胞无ribosome但有大量的血红蛋白，矛盾吗？不矛盾，因为 血红蛋白是红细胞的前体产生积累的，但成熟的红细胞无 ribosome，不产蛋白。
细胞中的ribosome数量多少不一，一般来说，增殖速度快 的细胞中，分泌蛋白质的分泌细胞中也较多，例如分泌胆汗的肝 细胞中为6×106个，大肠杆菌为1500~15000个，在不同类型生 物细胞之中，核糖体大小及组分都有一定差异，一般可分为两大 类，80S型和70S型。
H链与28srRNA结合，也可解离。
2. ribosome 蛋白质类型（type）：
类型见上表，蛋白质分不同层次先后与rRNA联结组装。
（三）核糖体结构 1. 核糖体的外部构型（图9-1）
原一般描绘核糖体是由一大一小的亚unit组成“不倒翁”形， 现已知这两个亚unit其实是“无指手套”状弯曲不规则形，结合时， 大小unit以其凹槽形成mRNA穿过的通道，而大亚unit内部还有一 条垂直于通道的隧道，新合成的多肽链则由此隧道穿出，可保护多 肽不被蛋白质水解酶所分解。
最新【生物课件】第九章 核糖体PPT课件
具有肽酰转移酶的活性； 为tRNA提供结合位点(A位点、P位点和E位点) 在蛋白质合成起始时参与同mRNA选择性地结
合以及在肽链的延伸中与mRNA结合； 核糖体大小亚单位的结合、校正阅读(proofreading)、
无意义链或框架漂移的校正、以及抗菌素的作用等 都与rRNA有关。
r蛋白质的主要功能
A位点。与新掺入的氨酰-tRNA的结合位点，又称氨酰基位点， 位于大亚单位。
P位点。与延伸中的肽酰-tRNA的结合位点，又称肽酰基位点， 位于小亚单位。
E位点(exit site)。肽酰转移后与即将释放的tRNA的结合位点， 位于大亚单位。
GTP酶的结合位点。催化肽酰tRNA从A位点转移到P位点有关 的转移酶，即延伸因子EF-G的结合位点。
多聚核糖体
(polyribosome或polysome)
概念 核糖体在细胞内并不是单个独立地执行功能，而是由
多个甚至几十个核糖体串连在一条mRNA分子上高效地 进行肽链的合成，这种具有特殊功能与形态结构的核糖 体与mRNA的聚合体称为多聚核糖体。
多聚核糖体的生物学意义 细胞内各种多肽的合成，不论其分子量的大小 或是mRNA的长短如何，单位时间内所合成的 多肽分子数目都大体相等。 以多聚核糖体的形式进行多肽合成，对mRNA 的利用及对其浓度的调控更为经济和有效。
对rRNA 折叠成有功能的三维结构是十分重要的；
在蛋白质合成中, 某些r蛋白可能对核糖体的构象 起“微调”作用；
在核糖体的结合位点上甚至可能在催化作用中, 核 糖体蛋白与rRNA共同行使功能。
二、聚核糖体与蛋白质的合成
多聚核糖体(polyribosome或polysome) 蛋白质的合成 RNA在生命起源中的地位及其演化过程
合以及在肽链的延伸中与mRNA结合； 核糖体大小亚单位的结合、校正阅读(proofreading)、
无意义链或框架漂移的校正、以及抗菌素的作用等 都与rRNA有关。
r蛋白质的主要功能
A位点。与新掺入的氨酰-tRNA的结合位点，又称氨酰基位点， 位于大亚单位。
P位点。与延伸中的肽酰-tRNA的结合位点，又称肽酰基位点， 位于小亚单位。
E位点(exit site)。肽酰转移后与即将释放的tRNA的结合位点， 位于大亚单位。
GTP酶的结合位点。催化肽酰tRNA从A位点转移到P位点有关 的转移酶，即延伸因子EF-G的结合位点。
多聚核糖体
(polyribosome或polysome)
概念 核糖体在细胞内并不是单个独立地执行功能，而是由
多个甚至几十个核糖体串连在一条mRNA分子上高效地 进行肽链的合成，这种具有特殊功能与形态结构的核糖 体与mRNA的聚合体称为多聚核糖体。
多聚核糖体的生物学意义 细胞内各种多肽的合成，不论其分子量的大小 或是mRNA的长短如何，单位时间内所合成的 多肽分子数目都大体相等。 以多聚核糖体的形式进行多肽合成，对mRNA 的利用及对其浓度的调控更为经济和有效。
对rRNA 折叠成有功能的三维结构是十分重要的；
在蛋白质合成中, 某些r蛋白可能对核糖体的构象 起“微调”作用；
在核糖体的结合位点上甚至可能在催化作用中, 核 糖体蛋白与rRNA共同行使功能。
二、聚核糖体与蛋白质的合成
多聚核糖体(polyribosome或polysome) 蛋白质的合成 RNA在生命起源中的地位及其演化过程
chapter9核糖体(ribosome)
16SrRNA的一级结构是非常保守的
16SrRNA的二级结构具有更高的保守性： 臂环结构(stem-loop 程中很多重 要步骤与50S核糖体大亚单位相关
涉及的多数因子为G蛋白(具有GTPase活性)，核糖体上 与之相关位点称为GTPase相关位点。
➢ Potentially applicable to all organisms: no breeding necessary.
DNA: homologous recombination (yeast, mice)
chromosome
gene
chromosome
marker
chromosome marker chromosome
dsRNA siRNA
RdRp
RNAi需要的另一种酶为RNA依赖性的RNA多聚酶 （ RNA dependent RNA polymerase，RdRp）。此酶的作用 是以siRNA为一种特殊的引物，以靶mRNA为模板，将 mRNA通过聚合酶链式反应转变成为dsRNA，为Dicer提供底 物。但用blast搜索果蝇和人的基因组序列，没有发现与已知 RdRp同源的序列，所以有非RdRp依赖的RNAi学说。
核糖体上具有一系列与蛋白质 合成有关的结合位点与催化位点
在蛋白质合成中肽酰转移酶的活性研究
核糖体上具有一系列与蛋白质 合成有关的结合位点与催化位点
与mRNA的结合位点 与新掺入的氨酰-tRNA的结合位点——氨酰基位点，又称A位
点 与延伸中的肽酰-tRNA的结合位点——肽酰基位点，又称P位点 肽酰转移后与即将释放的tRNA的结合位点——E位点(exit site) 与肽酰tRNA从A位点转移到P位点有关的转移酶
多数抗蛋白质合成抑制剂的突变株，并非由 于r蛋白的基因突变而往往是 rRNA基因突变。
核糖体课件
2．protein 占35~50% ，达几十种蛋白质，真核细胞
ribosome的蛋白质比原核细胞多。
核糖体内部的rRNA和protein
protein rRNA
核糖体蛋白质在核糖体上有特定位置
• 除S19外，在核糖体表面只显露一个位置 • 蛋白质S4位于S5和S12的背面 • S4，S5，S8，S12都位于头部与基部之间，
主要合成结构蛋白质。 2．附着核糖体(bound ribosome)
合成分泌蛋白质。 3．多聚
在mRNA上，是一个功能单位的聚集体
（二）大、小亚单位的功能
1、小亚单位的功能 • 与mRNA结合； • 提供一部分tRNA结合部位（A位点）。 2、大亚单位的功能 • 提供另一部分tRNA结合部位。 • 激活肽基转移酶； • 携带新形成的肽链 ； • 大亚单位附着在内质网膜上； • 新合成的肽链经大亚基的中央管转移。
• The two subunits (large and small) are joined by the mRNA.
• Ribosomes are found in cells in two ways: free and bound.
• The main function of ribosomes is to serve as the site of mRNA translation.
它们与tRNA的识别有关 • 蛋白质S3，S10，S14和S19都位于小亚单
位头部的外表面，对tRNA的结合起作用 • 在大亚单位，蛋白质L17，L19位于出口领
域（exit domain）
• 大亚单位的其余蛋白质都分布在翻译领域 （translational domain）
在核糖体上显示蛋白质及功能部位的位置
ribosome的蛋白质比原核细胞多。
核糖体内部的rRNA和protein
protein rRNA
核糖体蛋白质在核糖体上有特定位置
• 除S19外，在核糖体表面只显露一个位置 • 蛋白质S4位于S5和S12的背面 • S4，S5，S8，S12都位于头部与基部之间，
主要合成结构蛋白质。 2．附着核糖体(bound ribosome)
合成分泌蛋白质。 3．多聚
在mRNA上，是一个功能单位的聚集体
（二）大、小亚单位的功能
1、小亚单位的功能 • 与mRNA结合； • 提供一部分tRNA结合部位（A位点）。 2、大亚单位的功能 • 提供另一部分tRNA结合部位。 • 激活肽基转移酶； • 携带新形成的肽链 ； • 大亚单位附着在内质网膜上； • 新合成的肽链经大亚基的中央管转移。
• The two subunits (large and small) are joined by the mRNA.
• Ribosomes are found in cells in two ways: free and bound.
• The main function of ribosomes is to serve as the site of mRNA translation.
它们与tRNA的识别有关 • 蛋白质S3，S10，S14和S19都位于小亚单
位头部的外表面，对tRNA的结合起作用 • 在大亚单位，蛋白质L17，L19位于出口领
域（exit domain）
• 大亚单位的其余蛋白质都分布在翻译领域 （translational domain）
在核糖体上显示蛋白质及功能部位的位置
《W.09.核糖体》课件
1
细胞中多个核糖体同时作用
揭示细胞中多个核糖体同步工作的机制。
2
蛋白质合成的不同阶段：起始、延伸、终止
介绍蛋白质合成过程中的起始、延伸和终止阶段。
3
GTP的参与及其作用
探讨GTP在核糖体工作中的参与和作用。
四、核糖体的调控
翻译的速率和准确性 的需ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ平衡
讲解核糖体在翻译过程中需要 平衡速率和准确性的调控。
核糖体的临床应用
介绍核糖体在临床治疗中的应用和前景。
起始复合物的形成
说明起始复合物的形成和其对 翻译的调控。
合成的自我抑制及其 意义
解释核糖体在合成过程中进行 的自我抑制及其对调控的重要 性。
五、与核糖体相关的疾病
抗生素的作用机制及其对核糖体的影响
介绍抗生素如何干扰核糖体的功能从而对细菌产生抗生素作用。
与核糖体相关的疾病：贫血、肺结核等
列举与核糖体功能异常相关的疾病，并讨论它们对人体的影响。
二、核糖体的组成及功能
1 rRNA和蛋白质的结合方式
解释rRNA和蛋白质之间的结合方式并解释其作用。
2 三个主要部分：大亚基、小亚基、mRNA
详细介绍核糖体的组成部分以及它们在蛋白质合成过程中的功能。
3 转化mRNA上的密码子为氨基酸
说明核糖体如何将mRNA上的密码子翻译成相应的氨基酸。
三、核糖体的工作原理
《W.09.核糖体》PPT课件
这是一份关于核糖体的PPT课件，全面介绍核糖体的背景知识、组成、工作原 理、调控、以及与其相关的疾病和临床应用。
一、背景知识
1 RNA和蛋白质的相互作用
介绍RNA和蛋白质之间的相互作用及其重要 性。
2 核糖体的发现和结构
第9章-核糖体精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版第9章核糖体第一节核糖体的类型和结构核糖体的模式图核糖体是合成蛋白质的细胞器，几乎存在于一切细胞内。
核糖体是一个颗粒状的结构，主要成分是蛋白质和RNA。
核糖体RNA成为rRNA，蛋白质称为r蛋白，蛋白质含量约占40％，RNA约占60％，r蛋白分子主要分布在核糖体的表面，而rRNA则位于内部，二者靠非共价键结合在一起。
电镜下，是无包膜的电子致密颗粒，略呈圆形或椭圆形，平均直径在150～250A。
核糖体由大、小两个亚单位组成。
大亚基略呈梨形，中心有一条中央管。
直径为230A，沉降系数为60S。
其上有与氨酰-tRNA 结合的位置，还含有转肽酶活性部位。
小亚基呈碟盘状，大小为230A×120A，沉降系数为40S，其上有蛋白质合成启动因子结合位点、起始氨酰-tRNA结合部位和mRNA结合位点。
电镜下，核糖体常成群呈丛状或螺旋状存在，与mRNA结合，构成多聚核糖体（polyribosome）。
附着于内质网上的称附着核糖体（bound ribosome），主要合成输送到细胞外的分泌性蛋白、膜嵌入糖蛋白、可溶性驻留蛋白和溶酶体蛋白等。
散在于胞质中的称游离核糖体（free ribosome），主要合成组成细胞本身所需的结构性蛋白质。
糖核体的大小两个不同的亚基，在不进行蛋白质合成时，它们是分开的，游离存在于细胞质中。
只是在进行蛋白质合成时才结合在一起。
原核生物和真核生物的核糖体成分的比较原核细胞的核糖体为70S，真核细胞线粒体和叶绿体内的核糖体也近似于70S，但除了这两个细胞器，真核细胞内的核糖体均为80S。
原核生物核糖体由约2/3的RNA及1/3的蛋白质组成。
真核生物核糖体中RNA占3/5，蛋白质占2/5。
真核细胞糖核体的沉降系数为80S。
大亚基为60S，小亚基为40S。
小亚基含有由一种18S的 rRNA 和33种蛋白质；大亚基含有5S、5.8S及 28S 三种rRNA 和约49种蛋白质。
9第4章翻译之核糖体和过程课程教案
比较特点
第二步反应 氨基酰-AMP-E ＋ tRNA —→ 氨基酰-tRNA ＋ AMP ＋ E
图示过程 尤其是作 用的分子 键
tRNA 与氨基酰-tRNA 合成酶结合的模型
(二)翻译的起始
原核生物（细菌）为例： 所需成分：参见 page127 30S 小亚基、 50S 大亚基、模板 mRNA、 fMet-tRNAfMet、GTP、Mg2+
时间就是金钱，效率就是生命！
教学单元教案格式
9 第 4 章 翻译之核糖体和过程 课程教案
授课题目：第 4 章 核糖体和翻译的过程
教学时数： 2
授课类型： □√ 理论课 □ 实践课
教学目的、要求：
理解：核糖体的结构特征和生物功能、翻译的过程 掌握：核糖体的结构、活性中心、功能
了解：蛋白质输出、运输、定位的意义 加工的方式、作用、类型
苏氨酸、丝氨酸、酪氨酸羟基磷酸化。如糖原磷酸化酶
糖基化作用使蛋白质多肽链转变成糖蛋白（N-糖苷键和 O-糖苷键）。
加辅基：结合上辅基（酶）才具生物活性，如乙酰辅酶 A 羧化酶与生物素的结合
4、切除新生肽链中非功能片段
5、蛋白质构象的形成
新生肽连在细胞内特定 的部位，在多种 蛋白质的帮助 下卷曲成正确构 象，大多数蛋
5’
肽链 5’
UAG
E PA
3’
RF
释放因子水解P位多 肽链与tRNA之间的 二脂键
E P UAAG
3’
50S 30S
RF
UAG
(五)蛋白质前体的加工
1、N 端 fMet 或 Met 的切除
2、二硫键的形成
3、特定氨基酸的修饰 磷酸化、糖基化、甲基化、乙基化、羟基化和羧基化
核糖体的结构和功能教案
核糖体的结构和功能教案一、引言核糖体是细胞中的重要细胞器，它在蛋白质合成过程中扮演着关键的角色。
本教案旨在介绍核糖体的结构和功能，帮助学生深入理解核糖体在蛋白质合成中的重要性。
二、核糖体的结构核糖体是由大、小两个亚基组成的。
大亚基和小亚基由多个蛋白质和RNA分子构成。
大亚基上还与特定的转运RNA（tRNA）结合，而小亚基上则包含核糖体的催化中心。
三、核糖体的功能核糖体的主要功能是将RNA翻译成蛋白质。
具体而言，核糖体通过将mRNA上的密码子与tRNA上的抗密码子配对，将氨基酸按照特定的顺序连接起来，从而合成蛋白质链。
四、核糖体的工作原理核糖体的工作过程可以分为三个阶段：启动、延伸和终止。
在启动阶段，小亚基与mRNA和___组装成复合物。
在延伸阶段，___依次进入核糖体，并与mRNA上的密码子配对，从而合成蛋白质链。
在终止阶段，核糖体识别终止密码子，导致蛋白质合成停止。
五、教学活动1.观察核糖体结构模型，让学生了解核糖体的组成和结构。
2.演示核糖体的工作原理，通过图示或动画向学生展示核糖体如何将RNA翻译成蛋白质。
3.设计小组活动，要求学生模拟核糖体的工作过程，加强对核糖体功能的理解。
4.组织讨论，让学生探讨核糖体在细胞生物学中的重要性，并引导他们思考核糖体在蛋白质合成中的作用。
六、教学评估1.出一份主观题测试，测试学生对核糖体结构和功能的理解程度。
2.观察学生在小组活动中的表现，评估他们对核糖体工作原理的掌握情况。
七、教学扩展1.给予学生阅读相关文献的任务，拓展他们的知识面。
2.探索更深入的核糖体研究领域，如核糖体与药物的关系等。
八、教学反思通过本教案的实施，学生应能够掌握核糖体的结构和功能，并理解核糖体在蛋白质合成中的重要性。
同时，通过活动和讨论，激发学生的学习兴趣和思考能力。
在教学评估和反思中，我们可以进一步完善教学方案，提升学生的学习效果。
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■真核生物18S、5.8S、28S rRNA和5SrRNA基因
➢ 编码rRNA基因的DNA称为rDNA。
➢ 真 核 生物 有 四种 rRNA 基 因 , 其 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 rRNA基因则位于不同染色体上。
■18S、5.8S、28S rRNA基因转录与加工
核糖体RNAs
28S 18S，5.8S,5S
23S 16S，5S 16S 12S 21S 14S 26S 18S，5S 23S 16S，5S
核糖体的生物发生(biogenesis)
核糖体的合成和装配过程相当复杂。真核细胞和原 核细胞的核糖体合成和装配过程各不相同。核糖体 的生物发生包括蛋白质和rRNA的合成、核糖体亚基 的组装等。
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,相对分子质量为2.5x103kDa，由50S和30S 两个亚基组成；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3.9-4.5x103 kDa，由 60S和40S两个亚基组成。
在真核细胞中, 核糖体进行蛋白质合成时，既 可以游离在细胞质中, 称为游离核糖体, 也可以 附着在内质网的表面, 称为膜旁核糖体或附着 核糖体。
真核细胞含有较多的核糖体, 每个细胞平均有 106 ～107 个, 而原核细胞中核糖体较少每个细 胞平均只有15×102 ～18×103 个。
核糖体是细胞内一种核糖核蛋白颗粒, 其惟一功能 是按照mRNA的指令将氨基酸合成蛋白质多肽链, 是细胞内蛋白质合成的分子机器。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。
●5S rRNA基因:
真核生物的5S rRNA基因与其他三种rRNA基因不在 同一条染色体上，它是由核仁以外的染色体基因转 录的，然后运输到核仁内参与核糖体的装配。
二、核糖体蛋白质与rRNA的功能分析
核糖体上具有一系列与蛋白质合成有关的结 合位点与催化位点
在蛋白质合成中肽酰转移酶的活性研究
核糖体的功能位点
原核生物核糖体中有四种与RNA分子结合的位点， 其中一个是与mRNA结合的位点，另三个是与tRNA 结合的位点。
●前体加工
➢ 前体rRNA在核仁中被酶剪切成3个rRNA产物，转 录间隔区则被降解掉。
➢ 根据3H标记的尿嘧啶和放线菌素D研究人的培养细 胞前体rRNA的合成的结果推测了前体rRNA的加工 过程。
■5S rRNA基因的转录与加工
5S rRNA是核糖体大亚基的一个组份，原核生物和 真核生物都有5S rRNA，而且结构相似。
细胞内除了从事蛋白质合成的核糖体外，还有许多 其它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。
一、核糖体的基本类型与成分
■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。
主要成分
r蛋白质：40%，核糖体表面 rRNA:60%，核糖体内部
非共价键
核糖体的分布
常分布于蛋白质合成旺盛的区域，其数量与蛋白质 合成程度有关。
核糖体的大小亚单位在细胞内常常游离于细胞质基 质中，只有当小亚单位与mRNA结合后，大亚单位才 与小亚单位结合形成完整的核糖体。肽链合称终止 后，小亚单位解离，又游离存在于细胞质基质中。
➢ 核糖体rRNA基因的转录与加工
核糖体的组成成分是蛋白质和rRNA，所以编码核糖 体的基因分为两类，一类是蛋白质基因，另一类是 rRNA基因。在生活细胞中，特别是在活跃进行蛋白 质合成的细胞中，需要大量的核糖体，这就意味着 需要合成大量的rRNA和核糖体蛋白质。
■编码rRNA基因的过量扩增
细胞为了满足大量需求的rRNA，通过两种方式扩 大rRNA基因的拷贝数：
➢ 18S rRNA、5.8S rRNA和28S rRNA基因首先转录成 一 个 45S 的 前 体 rRNA(pre-rRNA) ， 大 约 是 这 3 个 rRNA总长的2倍。能够转录这3个rRNA前体的DNA 区域称为一个转录单位，意指它们有一个共同的转 物中参与rRNA基因转录的酶是RNA聚合酶 Ⅰ。
●在染色体上增加rRNA基因的拷贝数，如在细菌E.coli 的基因组中有七套rRNA基因，而典型的真核生物细 胞含有几百到几千个28S、18S和5.8S rRNA基因的拷 贝，5S rRNA基因的拷贝数多达50000个。
●通过基因扩增(gene amplification)。科学家用两栖类 的卵细胞(卵母细胞)研究在发育过程中rRNA基因的 扩增。发现两栖类卵母细胞在发育的早期，rRNA基 因的数量扩增到1000多倍。
各种来源的核糖体亚基组成
来 源 完整核糖体
细胞质 80S
(真核生物)
细胞质 70S
(原核生物)
线粒体 55-60S
(哺乳动物)
线粒体 75S
(酵母)
线粒体
78S
(高等植物)
叶绿体 70S
核糖体亚基
60S(大亚基) 40S(小亚基) 50S(大亚基) 30S(小亚基) 45S(大亚基) 35S(小亚基) 53S(大亚基) 35S(小亚基) 60S(大亚基) 45S(小亚基) 50S(大亚基) 30S(小亚基)
➢ 按存在的生物类型可分为两种类型：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，相对分子质量为2.5x103 kDa,由50S和 30S两个亚基组成; 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3.9～4.5x103 kDa, 由 60S和40S两个亚基组成。
第九章 核糖体(ribosome)
概述 核糖体的类型与结构
多聚核糖体与蛋白质的合成
第一节 核糖体的类型与结构
➢ 核糖体是细胞内一种核糖核蛋白颗粒，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。
➢ 按核糖体存在的部位可分为三种类型: 细胞质核糖 体、线粒体核糖体、叶绿体核糖体。