核糖体(ribosome) PPT课件
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《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
第九章 核糖体(ribosome)
与RNA相比，蛋白质能更为有效地催化多种生化反应， 并提供更为复杂的细胞结构成分，逐渐演化成今天的 细胞。
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，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。
三、RNA在生命起源中的地位及其演化过程
细 胞 生 物 学
生 物 与 食 品 工 程 学 院
生命是自我复制的体系
DNA代替了RNA的遗传信息功能
蛋白质取代了绝大部分RNA酶的功能
生命是自我复制的体系
细 胞 生 物 学
生 物 与 食 品 工 程 学 院
三种生物大分子，只有RNA既具有信息载体 功能又具有酶的催化功能。因此，推测RNA 可能是生命起源中最早的生物大分子。 核酶(ribosome)：具有催化作用的RNA。 由RNA催化产生了蛋白质
在核糖体中rRNA是起主要作用的结构成分
细 胞 生 物 学
生 物 与 食 品 工 程 学 院
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)； 为多种蛋白质合成因子提供结合位点； 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
细 胞 生 物 学
生 物 与 食 品 工 程 学 院
最新第十一章 核糖体(精要部分).PPT课件
31
二、蛋白质的合成
蛋白质的合成过程比较复杂，由核糖体、mRNA和携 带各种氨基酸的tRNA、多种蛋白质因子、以及GTP 等的共同完成，一般要经过：
起始 延伸 终止 三个阶段的反应，才能转译出多肽产物。
32
翻译的起始
第一步，mRNA只能与细胞质中游离的核糖体30S小亚 基结合，此时的结合部位是mRNA的起始密码子AUG（如何 识别第一个AUG是起始密码子。
60S：28S、5.8S、5S rRNA； 40S：18SrRNA。 》尽管原核生物与真核生物核糖体的蛋白质和rRNA差异
很大，但结构总体相似，特别是负责与mRNA结合的小亚 基。 》原核和真核细胞的rRNA都具有甲基化现象，这种甲基 化与RNA的转录后加工过程的酶识别有关。 》另外原核5S、16S rRNA和真核5.8S、18S rRNA结构高 度保守，常用于研究生物进化。
第十一章 核糖体(精要部分).
第十一章 核糖体和蛋白质合成
核糖体(ribosome)是合成蛋白质的无膜包被细胞器，其唯 一的功能是按照mRNA的指令由氨基酸高效且精确地合成多 肽链。 核糖体几乎存在于一切细胞内，游离于细胞质基质中，或 附着于内质网膜及核膜上（真核细胞）。
第一节 核糖体的类型与结构
蛋白质化学结构的多样性与构象的多变性； 与RNA相比，蛋白质能更为有效地催化多种生化反应，并提供
更为复杂的细胞结构成分，逐渐演化成今天的细胞。
36
基于原始RNA的 自我复制体系
目前的细胞系统
原始RNA 原始RNA进化 RNA进化后指导蛋白质合成
基于RNA和蛋白质的自我复制体系 新酶的出现能够催化DNA的复 制和RNA转录
15
6SrRNA基因的常用途径
细菌的rRNA具有高度的保守性，又具有高度
二、蛋白质的合成
蛋白质的合成过程比较复杂，由核糖体、mRNA和携 带各种氨基酸的tRNA、多种蛋白质因子、以及GTP 等的共同完成，一般要经过：
起始 延伸 终止 三个阶段的反应，才能转译出多肽产物。
32
翻译的起始
第一步，mRNA只能与细胞质中游离的核糖体30S小亚 基结合，此时的结合部位是mRNA的起始密码子AUG（如何 识别第一个AUG是起始密码子。
60S：28S、5.8S、5S rRNA； 40S：18SrRNA。 》尽管原核生物与真核生物核糖体的蛋白质和rRNA差异
很大，但结构总体相似，特别是负责与mRNA结合的小亚 基。 》原核和真核细胞的rRNA都具有甲基化现象，这种甲基 化与RNA的转录后加工过程的酶识别有关。 》另外原核5S、16S rRNA和真核5.8S、18S rRNA结构高 度保守，常用于研究生物进化。
第十一章 核糖体(精要部分).
第十一章 核糖体和蛋白质合成
核糖体(ribosome)是合成蛋白质的无膜包被细胞器，其唯 一的功能是按照mRNA的指令由氨基酸高效且精确地合成多 肽链。 核糖体几乎存在于一切细胞内，游离于细胞质基质中，或 附着于内质网膜及核膜上（真核细胞）。
第一节 核糖体的类型与结构
蛋白质化学结构的多样性与构象的多变性； 与RNA相比，蛋白质能更为有效地催化多种生化反应，并提供
更为复杂的细胞结构成分，逐渐演化成今天的细胞。
36
基于原始RNA的 自我复制体系
目前的细胞系统
原始RNA 原始RNA进化 RNA进化后指导蛋白质合成
基于RNA和蛋白质的自我复制体系 新酶的出现能够催化DNA的复 制和RNA转录
15
6SrRNA基因的常用途径
细菌的rRNA具有高度的保守性，又具有高度
核糖体(ribosome)ppt课件
成二聚体
40S
80S
60S
核糖体(ribosome)
120S
三、核糖体的类型
真核细胞内
• （1）附着核糖体：附着在内质网膜和外层核膜表面的核 糖。主要合成外输性蛋白和分泌蛋白，如抗体，肽素激素 及酶类等，次外还有溶酶体酶。
• （2）游离核糖体：游离在细胞质基质中的核糖体。主要 合成构成细胞自身结构所必需的结构蛋白和催化各种生化 反应的酶蛋白，以及血红蛋白，肌动蛋白和肌球蛋白等。
核糖体有多个与蛋白质合成密切相关的活性部位
• （1）mRNA结合位点位于小亚基上。 • （2）氨酰基结合位点，大部分位于大亚基上。 • （3）肽酰基结合位点核，糖大体(ri多bos数ome位) 于小亚基上。
平台头部 ຫໍສະໝຸດ 部 小亚基基部头部
平台
mRNA
中央突
谷
柄
嵴
大亚基
中央突 嵴
核糖体(ribosome)
真核细胞细胞器核糖体
游离核糖体 附着核糖体
线粒体 55~80s 叶绿体 70s
组成元素：C,H,O,N,P有的还含有S
原核
细胞
组成物质：rRNA和蛋白质
真核
（故核糖体又被称为 糖核蛋白质） 核糖体(ribosome) 细胞
rRNA 60% 50%
蛋白质 40% 50%
二、核糖体的形态结构
大小：直径15～25cm 形态：颗粒状 组成：大小两个亚基
小亚基的功能
将mRNA结合到核糖体上，并稳定mRNA与核糖体的结合； 提供部分tRNA的结合部分（A位）和tRNA被释放的部位 （P位）
大亚基的功能
提供大部分tRNA的结合部位（A味），提供肽酰基转移 酶位点，催化肽链延伸；提供肽酰－tRNA由A位移到P 位所需的能量；提供生长肽链的容纳和释放通道。
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
细胞生物学——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)； 为多种蛋白质合成因子提供结合位点； 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。
一、核糖体的基本类型与成分
核糖核蛋白体,简称核糖体(ribosome) 基本类型 附着核糖体 游离核糖体 70S的核糖体 80S的核糖体 主要成分 r蛋白质：40%，核糖体表面 rRNA:60%,，核糖体内部
二、核糖体的结构
结构与功能的分析方法
蛋白质合成过程中很多重要步骤 与50S核糖体大亚单位相关
一、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。
定位。 对rRNA，特别是对16S rRNA结构的研究 70S核糖体的小亚单位中rRNA与全部的r蛋白关系的空间模型
同一生物中不同种类的r蛋白的一级结构均不 相同，在免疫学上几乎没有同源性。
不同生物同一种类r蛋白之间具有很高的同源 性， 并在进化上非常保守。
蛋白质合成过程中很多重 要步骤与50S核糖体大亚单位相关
从而为揭开核糖体这一具有30多亿年历史的古老的高度复杂的分子 机器的运转奥秘迈出了极重要的一步。
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。
一、核糖体的基本类型与成分
核糖核蛋白体,简称核糖体(ribosome) 基本类型 附着核糖体 游离核糖体 70S的核糖体 80S的核糖体 主要成分 r蛋白质：40%，核糖体表面 rRNA:60%,，核糖体内部
二、核糖体的结构
结构与功能的分析方法
蛋白质合成过程中很多重要步骤 与50S核糖体大亚单位相关
一、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。
定位。 对rRNA，特别是对16S rRNA结构的研究 70S核糖体的小亚单位中rRNA与全部的r蛋白关系的空间模型
同一生物中不同种类的r蛋白的一级结构均不 相同，在免疫学上几乎没有同源性。
不同生物同一种类r蛋白之间具有很高的同源 性， 并在进化上非常保守。
蛋白质合成过程中很多重 要步骤与50S核糖体大亚单位相关
从而为揭开核糖体这一具有30多亿年历史的古老的高度复杂的分子 机器的运转奥秘迈出了极重要的一步。
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。
第十一章 核糖体(ribosome)
核糖体小亚单位rRNA (a) E.coli 16S rRNA；（红色为高度保守区） (b) 酵母菌18S rRNA，它们都具有类似的40个臂环结构(图中1～40)， 其长度和位置往往非常保守；P、E分别代表仅在原核或真核细胞中 存在的rRNA的二级结构。(Darnell et al.，1990)
原核生物与真核生物核糖体成分的比较
E.coli核糖体小亚单位中rRNA与r蛋白的相互关系示意图 线条表示相互作用及作用力的强（粗线）与弱（细线） （引自Alberts et al，1989）
E.coli
（a）核糖体小亚单位中的部分r蛋白与rRNA的结合位点） （b）及其在小亚单位上的部位 （引自Albert et al.，1989，图a; Lewin,1997,图b
三、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 (即延伸因子EF-G)的结合位点 肽酰转移酶的催化位点 与蛋白质合成有关的其它起始因子、延伸因子和 终止因子的结合位点
蛋白质合成过程中很多重要步骤 与50S核糖体大亚单位相关
R蛋白和rRNA的结构与分析方法
r蛋白的结构及分析方法
结构： 核糖体的重组装是自我装配过程； 蛋白质结合到rRNA上具有先后层次性； 一级结构非常保守 分析方法：
chapter9核糖体ribosome
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。
三、RNA在生命起源中的地位及其演化过程
生命是自我复制的体系 DNA代替了RNA的遗传信息功能 蛋白质取代了绝大部分RNA酶的功能 RNA interference
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
Nature News October 2, 2006
Works of Andrew Fire and Craig Mello
Background of RNAi research
It’s an branch of Reverse Genetics
Have a gene in hand (genome sequence, for example), and want to know what it does.
RNAi scoops medical Nobel
Two US geneticists who discovered one of the fundamental mechanisms by which gene expression is controlled have received a Nobel prize for their achievement. Andrew Fire and Craig Mello, who revealed the process of RNA interference (RNAi) in 1998, will share the US$1.4-million award.
三、RNA在生命起源中的地位及其演化过程
生命是自我复制的体系 DNA代替了RNA的遗传信息功能 蛋白质取代了绝大部分RNA酶的功能 RNA interference
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
Nature News October 2, 2006
Works of Andrew Fire and Craig Mello
Background of RNAi research
It’s an branch of Reverse Genetics
Have a gene in hand (genome sequence, for example), and want to know what it does.
RNAi scoops medical Nobel
Two US geneticists who discovered one of the fundamental mechanisms by which gene expression is controlled have received a Nobel prize for their achievement. Andrew Fire and Craig Mello, who revealed the process of RNA interference (RNAi) in 1998, will share the US$1.4-million award.