chapter+6++核糖体与核酶
第六章 核糖体与核酶
裂殖酵母中N-端氨基酸对蛋白质半衰期的影响 裂殖酵母中 端氨基酸对蛋白质半衰期的影响
末端氨基酸 残基 Arg Lys Phe Leu Trp His Asp Asn Tyr Gln 半衰期 2 min 3 min 3 min 3 min 3 min 3 min 3 min 3 min 10 min 10 min 末端氨基端 残基 Ile Glu Pro Cys Ala Ser Thr Gly Val Met 半衰期 30 min 30 min >5 hr >30 hr >30 hr >30 hr >30 hr >30 hr >30 hr >30 hr
6.3.1 核糖体的功能位点： 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 分子结合的 原核生物核糖体中有四种与 位点，其中一个是与mRNA结合的位点，另 结合的位点， 位点，其中一个是与 结合的位点 三个是与tRNA结合的位点 。 三个是与 结合的位点 ● A位点 site) ：与新掺入氨酰tRNA结合位 位点(A 与新掺入氨酰 结合位 位点 点 ● P位点 site)：与肽酰tRNA结合位点 位点(P ： 结合位点 位点 位点(exit site ，E site)：空载位点 ● E 位点 ： ● mRNA结合位点 结合位点
E.coli小亚基 种蛋白质的排列 小亚基21种蛋白质的排列 小亚基
6.1.3 细菌核糖体的结构模型
6.2 核糖体的生物发生 核糖体的生物发生(biogenesis) 6.2.1 核糖体 核糖体rRNA基因的转录与加工 基因的转录与加工 编码rRNA基因的过量扩增 ■ 编码 基因的过量扩增 细胞为了满足大量需求的rRNA，通过两种 ， 细胞为了满足大量需求的 方式扩大rRNA基因的拷贝数： 基因的拷贝数： 方式扩大 基因的拷贝数 在染色体上增加rRNA基因的拷贝数 基因的拷贝数; ● 在染色体上增加 基因的拷贝数 通过基因扩增 基因扩增(gene amplification)。 ● 通过基因扩增 。
6核糖体与核酶共6页
1. 核糖体(riboso me)核糖体是细胞内一种核糖核蛋白颗粒(ribonucleoprotein particle), 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。
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。
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。
典型的原核生物大肠杆菌核糖体是由50S大亚基和30S小亚基组成的。
在完整的核糖体中，rRNA约占2/3, 蛋白质约为1/3。
50S大亚基含有34种不同的蛋白质和两种RNA分子，相对分子质量大的rRNA的沉降系数为23S，相对分子质量小的rRNA为5S。
30S小亚基含有21种蛋白质和一个16S的rRNA分子。
真核细胞核糖体的沉降系数为80S，大亚基为60S，小亚基为40S。
在大亚基中，有大约49种蛋白质，另外有三种rRNA∶28S rRNA、5S rRNA 和5.8S rRNA。
小亚基含有大约33种蛋白质，一种18S的rRNA。
2. 基因扩增(gene a mp li fica tion)细胞内选择性复制DNA, 产生大量的拷贝。
如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。
基因扩增是通过形成几千个核进行的，每个核里含有几百拷贝的编码28S、18S和5.8S的rRNA基因，最后卵母细胞中的这些rRNA基因的拷贝数几乎达到50万个，而在相同生物的其它类型细胞中，这些rRNA基因的拷贝数只有几百个。
第6章 核糖体与核酶
14
rRNA 基 因 扩 增
24
5S rRNA基因
25
在3种RNA聚合酶中，RNA聚合酶III通常 是与位于转录部分内的启动子结合，而不 是与转录起始位点上游的启动子结合； 也就是说RNA聚合酶III使用的是内部启动 子，其他的两种酶使用的是上游启动子。 内部启动子的实验证明: ?
26
确定内部启动子的实验
27
原核生物rRNA基因及转录
23
5S rRNA基因的转录与加工
在真核生物中，5S rRNA基因与其他3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，然后才运输到核仁内参与核糖体的装配。 5S rRNA基因是由RNA聚合酶III转录的，原初转录物 的5‘端与成熟的5S rRNA的5’端完全相同；3‘端则通 常含有多余的核苷酸，在加工时要被切除。
36
人细胞中核糖体装配的主要过程
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第三节 核糖体的功能
核糖体的RNA结合位点 与mRNA结合的位点:SD序列 蛋白质合成中各位点的协同性 多聚核糖体(polysome) 蛋白质合成的抑制剂 蛋白质合成的基本过程 蛋白质寿命
38
核糖体的功能位点
39
真核与原核mRNA的差异
40
SD(Shine-Delgarno) sequence
RNA)
是指与mRNA互补的RNA分子。
46
一、真核细胞中的小分子RNA
06核糖体与核酶 王金发细胞生物学讲义
第六章核糖体与核酶核糖体(ribosome)，是细胞内一种核糖核蛋白颗粒(ribonucleoprotein particle), 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。
核糖体最早是Albert Claude 于20 世纪30 年代后期发现的, 其后又证明了其蛋白质合成功能。
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。
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。
6.1核糖体的形态结构核糖体是细胞内数量最多的细胞器，原核细胞和真核细胞都有核糖体，功能也相同，但是结构组成却有很大差别。
6.1.1核糖体的类型和化学组成■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。
1●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(图6-1)；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3.9～4.5x103kDa，由60S 和40S 两个亚基组成。
图6-1 从两个不同角度观察的 E.coli 核糖体的三维结构●Mg2+的浓度对于大小亚基的聚合和解离有很大的影响，体外实验表明:70S 核糖体在Mg2+的浓度小于1mmol/L 的溶液中易解离; 当Mg2+浓度大于10mmol/L，两个核糖体通常形成100S 的二聚体(图6-2)。
图6-2 通过区带离心鉴定核糖体的亚基在低浓度的Mg2+时，完整的核糖体将分成大小两个亚基。
●在组成上，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(表6-1)。
表6-1 不同类型核糖体的大小比较。
(完整版)细胞生物学知识点总结
细胞生物学目录第一章绪论第二章细胞生物的研究方法和技术第三章质膜的跨膜运输第四章细胞与环境的相互作用第五章细胞通讯第六章核糖体和核酶第七章线粒体和过氧化物酶体第八章叶绿体和光合作用第九章内质网，蛋白质分选，膜运输第十章细胞骨架，细胞运动第十一章细胞核和染色体第十二章细胞周期和细胞分裂第十三章胚胎发育和细胞分化第十四章细胞衰老和死亡第一章绪论1.原生质体：被质膜包裹在细胞内的所有的生活物质，包括细胞核和细胞质细胞质：细胞内除核以外的原生质，即细胞中细胞核以外和细胞膜以内的原生质部分原生质体：除去细胞壁的细胞2.结构域：生物大分子中具有特异结构和独立功能的区域3.装配模型：模板组装，酶效应组装，自组装4.五级装配：第一级,小分子有机物的形成第二级，小分子有机物组装成生物大分子第三级,由生物大分子进一步组装成细胞的高级结构第四级,由生物大分子组装成具有空间结构和生物功能的细胞器第五级，由各种细胞器组装成完整细胞6.支原体：目前已知的最小的细胞第二章细胞生物的研究方法和技术1.显微镜技术：光镜标本制备技术、2.光镜标本制备技术步骤：样品固定、包埋与切片、染色3.电子显微镜种类：透射电子显微镜，扫描电镜，金属投影，冷冻断裂和冷冻石刻电镜，复染技术，扫描隧道显微镜4.细胞化学技术：酶细胞化学技术，免疫细胞化学技术，放射自显影5.细胞分选技术：流式细胞术6.分离技术：离心技术，层析技术，电泳技术第三章质膜的跨膜运输1.细胞功能：外界与通透性障碍，组织和功能定位，运输作用，细胞间通讯，信号检测2.膜化学组成：膜脂，膜糖，膜蛋白3.膜脂的三个种类：磷脂，糖脂，胆固醇4.脂质体用途：用作生物膜的研究模型，作为生物大分子与药物的运载体5.膜糖功能：细胞与环境的相互作用，接触抑制，信号转导，蛋白质分选，保护作用。
6.膜蛋白类型：整合蛋白，外周蛋白，脂锚定蛋白7.膜蛋白功能：运输蛋白，酶，连接蛋白，受体（信号接受和传递）8.不对称性的研究方法：冰冻断裂复型，冰冻蚀刻9.膜流动性研究方法：质膜融合，淋巴细胞的成斑成帽效应，荧光漂白恢复技术10.膜流动性的重要性：酶活性，信号转导，物质运输，能量转换，细胞周期11.影响膜脂流动性的因素：脂肪酸链，胆固醇，卵磷脂/鞘磷脂比值12.影响膜蛋白流动的因素：整合蛋白，膜骨架，细胞外基因，相邻细胞，细胞外配体、抗体、药物大分子13.膜骨架的主要蛋白：血影蛋白，肌动蛋白和原肌球蛋白，带4.1蛋白，锚定蛋白14.转运蛋白质包括：载体蛋白，通道蛋白15.协同运输的方向：同向协同，反向协同第四章细胞与环境的相互作用1.细胞表面结构：细胞外被、膜骨架、胞质溶胶2.细胞外被功能：连接，细胞保护，屏障3.糖萼：由细胞表面的碳水化合物形成的质膜保护层，又称为多糖包被。
第六章 核糖体与核酶 考研细胞生物学辅导讲义
一、核糖体的形态结构⏹ 核糖体唯一的功能是按照m R N A 的指令将氨基酸合成蛋白质多肽链。
使细胞内蛋白质合成的分子机器，是细胞内数量最多的细胞器。
1、 核糖体的类型和化学组成⏹大小两个亚基都是由核糖体R N A 和核糖体蛋白组 成的。
（M g 2+的浓度）⏹ 原核生物（大肠杆菌）的核糖体：⏹ 大亚基50S ：33种蛋白质；23S r R N A ,5S r R N A ⏹ 小亚基30S ：21种16S rRN A （小亚基 主要由16S r R N A 决定）⏹ 真核细胞核糖体： ⏹ 大亚基60S ：49种蛋白质；28S r R N A ，5 S r R N A ， 5.8 S r R N A ⏹ 小亚基40S ：33种蛋白质；18S r R N A 二、核糖体的生物发生⏹ 1、 核糖体r R N A 基因的转录与加工⏹ 真核生物核糖体由18S 、5.8S 、28S r R N A 和5S r R N A 基因 ⏹ 真核生物有四种r R N A 基因,⏹ 真核生物前r R N A 的修饰：两个特征1. 2以及修饰的意义。
⏹真题再现：03选择前体r R N A 甲基化的重要作用是： A ．保证最后的r R N A 能够装配成正确的三级结构B ．防止前体r R N A 被加工（x 对加工起引导作用） C ．防止成熟r R N A 部分被降解。
二、核糖体的生物发生 ---真核生物的核糖体生物发生 ⏹ 2 5S r R N A 基因的转录与加工 ⏹ 由R N A 聚合酶3转录,使用的是内部启动子。
⏹ 学习重点⏹ １.关于核糖体的形态结构, 主要学习掌握真核细胞和原核细胞核糖体的化学组成、细菌核糖体的结构模型。
⏹ 2. 核糖体的生物发生是本章的重点内容之一⏹ ３.核糖体的蛋白质合成作用,反义R N A 与核酶⏹ 本章考题近年来主要以小题为主。
第六章 核糖体与核酶2.1原核生物核糖体重组实验：⏹ （1）30S 亚基的蛋白质只和16SR N A 结合，50S亚基质只和23S r R N A 结合⏹ （2）不同种之间提取的30S 亚基的r R N A 和蛋白质可以装 配成有功能的30S 亚基，即不存在种间的差异⏹ （3）原核生物核糖体与真核生物核糖体的亚基彼此不 同，由二者的r R N A 和蛋白质装配成的核糖体没有活性 ⏹ （4）大肠杆菌的核糖体与玉米叶绿素核糖体亚基重组后 具有功能 ⏹（5）线粒体的核糖体亚基同原核生物核糖体亚基之间形 成的杂合核糖体没有功能 真核生物核糖体重组⏹ 边合成边装配，18S r R N A ,5.8r R N A ,28S r R N A在核仁中，边转录边装配，5S r R N A 在细胞核中转录后在运送到核仁里参与装配三、核糖体的功能—蛋白质的合成⏹ 1、 核糖体的功能位点 ⏹ ●A 位点（受位）：接收氨酰t R N A 的部位 ⏹ ●P 位点（供位）：肽酰t R N A 位点 ⏹ ●E 位点：中间停靠点，而且当E 位点被占据后，A 位点同氨酰t R N A 的亲和力降低，防止氨酰t R N A 的结合，直到核糖体准备就绪 ⏹ ● m R N A 结合位点2、 蛋白质合成的基本过程⏹ 2.1 肽链的起始：⏹ （1）30S 亚基与m R N A 的结合 ⏹ （2）第一个a a —t R N A 进入核糖体(P 位) ⏹ （3）完整起始复合物的装配2、 核糖体的装配⏹ 核糖体是自组装的结构，没有样板或亲体结构所组成的结构。
《细胞生物学》核糖体与核酶自习报告
核糖体与核酶引言：1.核糖体（ribosome）是细胞内的一种核糖蛋白颗粒，其唯一的功能是按照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。
6.1 核糖体的形态结构1.核酶是具有催化活性的反义RNA6.1.1 核糖体的类型和化学组成6.1.1.1 核糖体的类型和大小1.核糖体有种类型：细胞质核糖体、线粒体核糖体、叶绿体核糖体2.核糖体分为：真核生物核糖体和原核生物核糖体3.核糖体由大小两个不同的亚基组成，在不进行蛋白质合成时是分开的，各自游离在细胞质中，在进行蛋白质合成时结合在一起4.在真核细胞中，核糖体在进行蛋白质合成时：1.游离在细胞质中称游离核糖体2.附着在内质网的表面，称膜旁核糖体或附着核糖体。
6.1.1.2 核糖体的化学组成1.核糖体的大小两个亚基都是由核糖体RNA（rRNA）和核糖体蛋白质组成。
6.1.2核糖体的蛋白质与rRNA6.1.2.1 核糖体蛋白1. E.coli核糖体21个小亚基，为S1~S21,大亚基的核糖体蛋白命名为L1~L336.1.2.2 核糖体rRNA1.30S核糖体亚基的形态主要是由16S rRNA决定的6.1.3细菌核糖体的结构模型1.S4、S5、S8、S12等4个蛋白定位在核糖体的小亚基上，并且是背向大亚基。
2.小亚基中确定了与信使RNA（mRNA）和转移RNA（tRNA）结合位点3.催化肽键形成的位点位于大亚基，和GTP水解的功能区6.2核糖体的生物发生1.在细胞内，核糖体是自我装配的。
2.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。
6.2.1 核糖体rRNA基因的转录与加工1.编码核糖体的基因分为两类：一类是编码蛋白质的基因，另一类是rRNA基因6.2.1.1 编码rRNA基因的过量扩增1.细胞为了满足大量需求的rRNA，在进化的过程中形成了一种机制：增加编码rRNA基因的拷贝数。
2.增加拷贝数有两种方法：1.在染色体上增加rRNA基因的拷贝数2.通过基因扩增6.2.1.2 真核生物18S、5.8S、28S rRNA和5S rRNA基因1.在真核生物的染色体中，18S、5.8S、28S rRNA和5S rRNA基因是串联在一起的，每个基因被间隔区隔开，5S rRNA基因位于不同的染色体上。
06核糖体与核酶解析
第六章.核糖体与核酶核糖体(r i b o s o me)，是细胞内一种核糖核蛋白颗粒(r i b o n u c l e o p r o t e i n p a r t i c l e),其惟一功能是按照mR N A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。
核糖体最早是Al b e r t C l a u d e于20世纪30年代后期发现的,其后又证明了其蛋白质合成功能。
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。
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R N A同蛋白质组成的颗粒，它们参与R N A的加工、R N A的编辑、基因表达的调控等。
发现核糖体及核糖体功能鉴定的两个关键技术是什么?（答案）答:核糖体最早是Al b e r t C l a u d e于1930s后期用暗视野显微镜观察细胞的匀浆物时发现的，当时称为微体(M i c r o s o me s)，直到1950s中期，Ge o r g e P a l a d e在电子显微镜下观察到这种颗粒的存在。
当时G e o r g e P a l a d e和他的同事研究了多种生物的细胞，发现细胞质中有类似的颗粒存在，尤其在进行蛋白质合成的细胞中特别多。
后来P h i l i p S i ek e v i t z用亚细胞组份分离技术分离了这种颗粒，并发现这些颗粒总是伴随内质网微粒体一起沉积。
化学分析揭示，这种微粒富含核苷酸，随之命名为r i b o so me，主要成分是核糖体R N A(r R N A)，约占60%、蛋白质(r蛋白质)约占40%。
核糖体的蛋白质合成功能是通过放射性标记实验发现的。
将细胞与放射性标记的氨基酸短暂接触后进行匀浆，然后分级分离，发现在微粒体部分有大量新合成的放射性标记的蛋白质。
后将微粒体部分进一步分离，得到核糖体和膜微粒，这一实验结果表明核糖体与蛋白质合成有关。
名词解释-核糖体与核酶
在原核生物中, 核糖体中与mRNA结合位点位于16S rRNA 的3＇端,mRNA中与核糖体16S rRNA结合的序列称为SD序列(SD sequence),它是1974年由J.Shine 和 L.Dalgarno发现的,故此而命名。SD序列是mRNA中5＇端富含嘌呤的短核苷酸序列,一般位于mRNA的起始密码AUG的上游5～10个碱基处,并且同16S rRNA 3＇端的序列互补。
5. P位点(P site)
即肽酰tRNA位点(peptidyl-tRNA site), 又叫供位(donor site), 或肽酰基位点, 主要位于大亚基, 是肽基tRNA移交肽链后肽酰tRNA所占据的位置, 即与延伸中的肽酰tRNA结合位点。
6. E 位点(exit site, E site)
蛋白酶体存在于所有真核细胞中，其活性受γ干扰素的调节。
12. 核酶(ribozyme)
核酶一词用于描述具有催化活性的RNA, 即化学本质是核糖核酸(RNA), 却具有酶的催化功能。核酶的作用底物可以是不同的分子, 有些作用底物就是同一RNA分子中的某些部位。核酶的功能很多,有的能够切割RNA, 有的能够切割DNA, 有些还具有RNA 连接酶、磷酸酶等活性。与蛋白质酶相比，核酶的催化效率较低ibosomes)
在蛋白质合成过程中,同一条mRNA分子能够同多个核糖体结合，同时合成若干条蛋白质多肽链，结合在同一条mRNA上的核糖体就称为多聚核糖体(polysome 或polyribosomes)。
在mRNA的起始密码子部位,核糖体亚基装配成完整的起始复合物,然后向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上形成多聚核糖体。根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。
细胞生物学填空复习题
第一章:细胞概述一、填空题：4誉为19世纪自然科学的三大发现：能量守恒定律，细胞学说，达尔文进化论6前发现最小最简单的原核细胞是：支原体7去细胞壁的植物、微生物细胞称作：原生质体9核生物与真生物最主要的差别是：前者具有：定形的核后者只有：拟核10由于发现了：核酶（ribozyme）有理由推测RNA是最早形成的遗传信息的一级载体。
11无论是真核细胞还是原核细胞，都具有以下共性：1、都有DNA 2、都有核糖体3、都是分裂法增殖4、都有细胞质膜21构成细胞最基本的要素是：1、基因组2、细胞质膜和完整的代谢系统。
23细胞是生命活动的基本单位，最早于1665 年被英国学者胡克发现。
细胞是由质膜包围着一团原生质所组成。
核膜与质膜之间的部分叫细胞质。
动物细胞和植物细胞在表面结构上主要差别是：植物细胞有细胞壁（动物细胞没有细胞壁）第二章：细胞生物学的研究方法1透射电子显微镜由镜筒、真空系统、电力系统三部分构成5物质在紫外光照射下发出的荧光可分为自发荧光和诱发荧光两种。
其中诱发荧光需要将被照射的物质进行染色。
6用紫外光为光源照射物体比用可见光的分辨率要高，这是因为紫外光波长比可见光波长短7通过突变或克隆化形成的细胞叫细胞珠11倒置显微镜与普通显微镜的不同在于其物镜和照明系统的位置颠倒12若用紫外光为光源，光学显微镜的最大分分辨率为0.1um ，透射电子显微镜的最大分别率为0.1nm ，扫描电镜的分辨率为3nm 。
13显微镜的分辨本领是指能够分辨出相邻两个点的能力，用最小分辨距离来表示16细胞培养的突出特点是：可在离体条件下观察和研究生命活动的规律。
19用细胞培养法来研究生命活动规律的局限性是体外环境下不能与体内的条件完全相同。
20 超薄切片染色常采用柠檬酸铅和醋酸双氧铀双染色法21免疫细胞化学技术是用来定位细胞中的抗原物质22电子显微镜使用的是电磁透镜，而光学显微镜使用的是玻璃透镜。
23电子染色是用重金属来增强电子的散射能力。
细胞学核糖体和核酶
人细胞核糖体的合成与装配
21
7.3 核糖体的功能
◆核糖体的功能位点 ◆蛋白质合成的基本过程
22
核糖体的功能位点
23
核糖体的功能位点
大亚基： A位点：氨酰tRNA 位点（Aminoacyl-tRNA site）
P位点：肽酰tRNA 位点（Peptidyl-tRNA site）
E位点（Exit site）：脱氨酰tRNA离开核糖体时的 临时停留点 小亚基： 与mRNA结合位点
29
第一个氨酰tRNA进入核糖体的P位点
原核生物： 携带甲酰甲硫氨酸的tRNA通过反密码子与
mRNA中的AUG的识别进入核糖体。起始tRNA与 GTP、IF2结合形成GTP-IF2-tRNAfmet复合物，复 合物与mRNA的AUG结合后，结合小亚基的IF3释 放。
30
完整复合物的装配
起始tRNA与AUG结合后，大亚基与GTPIF2-tRNAfmet复合物结合，形成核糖体-mRNA 起始复合物。
细胞有两种主要类型的核糖体:
◆原核细胞的核糖体: 沉降系数为70S，分子量为2.5×106，由50S和30S 两个亚基组成。
◆真核细胞(细胞质)的核糖体
沉降系数是80S，分子量为4.8×106，由60S和40S 两个亚基组成。
32
各种来源的核糖体亚基组成
来源 完整核糖体 核糖体亚基 核糖体RNA
细胞质 80S 60S(大亚基) 28S,5.8S,5S
(高等植物)
45S(小亚基) 18S
叶绿体 70S 50S(大亚基) 23S,5S
30S(小亚基) 16S 4
核糖体的化学组成
5
7.2 Ribosome Biogenesis(核糖体的生 物发生 )
第六章核糖体与核酶
第六章核糖体与核酶姓名：李淼学号：09352044 班级：生科一班日期：11.17核糖体是细胞内一种核糖蛋白颗粒，含有rRNA和r蛋白质。
核糖体可分为真核生物核糖体和原核生物核糖体，前者有细胞质核糖体、线粒体核糖体和叶绿体核糖体之分。
核糖体均有大小两个亚基组成，进行蛋白质合成时才结合在一起。
原核生物核糖体沉降系数为70S，由50S大亚基（含33种不同的蛋白质以及23S和5S rRNA）和30S小亚基（含21种蛋白质以及16S rRNA）组成；真核生物核糖体沉降系数为80S，由60S大亚基（含大约49种蛋白质以及28S、5S和5.8S rRNA）和40S 小亚基（含大约33种蛋白质以及18S rRNA）组成。
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，一类是编码蛋白质的基因，另一类是rRNA基因。
细胞为了满足大量需求的rRNA，有两种方法扩大rRNA 的拷贝数。
第一是在染色体上增加rRNA基因的拷贝数，第二是通过基因扩增来实现。
真核生物的18S、5.8S和28S rRNA基因首先转录成一个45S的前rRNA，能够转录这3个前rRNA的DNA区域称为一个转录单位。
参与rRNA基因转录的酶是RNA聚合酶I，合成地点是核仁，转录间隔区被讲解掉。
原核生物的16S、23S、5S 3种rRNA基因组成一个转录单位。
5S rRNA是核糖体大亚基的一个组分，原核生物和真核生物都有，并且结构相似。
5SrRNA基因是由RNA聚合酶III 在核仁外转录的，只需要进行简单的加工或者不需要加工。
RNA聚合酶III通常是与位于转录部分内的启动子结合，而不是与转录起始位点上游的启动子结合。
核糖体的功能是进行蛋白质多肽链的合成。
核糖体的中有一个mRNA结合位点和3个tRNA结合位点：A、P、E位点。
A位点是氨酰基位点，是与新掺入的氨酰tRNA结合位点，又叫受位。
主要位于大亚基。
P位点是肽酰tRNA位点，又叫供位。
第06章 核糖体和核酶
第六章核糖体和核酶章节提要唐浩能生命科学大学院生命科学大类 13335155核糖体是细胞内一种核糖核蛋白颗粒，其唯一功能是按照mRNA的指令将氨基酸合成蛋白质多肽链。
所以又被称为蛋白质合成的机器。
核糖体由60%的核糖体RNA（rRNA）和40%的核糖体蛋白质组成。
本章内容包括：核糖体的形态结构、核糖体的生物发生、核糖体的功能——蛋白质的合成、反义RNA与核酶。
一、核糖体的形态结构核糖体由三种类型：细胞质核糖体、线粒体核糖体和叶绿体核糖体。
根据在不同生物体内的大小和组成的不同又可以分为真核生物核糖体和原核生物核糖体。
核糖体都是由两个大小不同的亚基组成。
核糖体的化学组成为核糖体RNA 和核糖体蛋白质。
原核生物核糖体沉降系数为70S，由50S大亚基（含33种不同的蛋白质以及23S和5S两种rRNA）和30S小亚基（含21种蛋白质以及16S rRNA）组成；真核生物核糖体沉降系数为80S，由60S大亚基（含大约49种蛋白质以及28S、5S和5.8S rRNA）和40S小亚基（含大约33种蛋白质以及18S rRNA）组成。
二、核糖体的生物发生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。
因为细胞需要大量的rRNA，因此在进化过程中形成了一种机制：增加编码rRNA基因的拷贝数。
真核生物的18S、5.8S和28SrRNA基因首先转录成一个45S前rRNA，能够转录该前rRNA的DNA区域称为一个转录单位，意指他们有一个共同的转录起点和终点。
接着45SrRNA转变成32SrRNA，然后变成28S和18S rRNA。
真核生物合成前rRNA之后需要进行加工。
细菌等原核生物的rRNA基因的转录首先是形成16S-23S-5S前体RNA。
然后进行剪切分开。
核糖体的装配是自发进行的，但是其组装部位，在真核生物是在细胞核的核仁部位，在原核生物是在细胞质中。
三、核糖体的功能——蛋白质的合成在原核生物中有4种与RNA分子结合的位点，其中一个是与mRNA结合的位点，另外三个是tRNA结合的位点。
第六章：核糖体与核酶
核糖体是细胞内一种核糖核蛋白颗粒，含有rRNA和r蛋白质。
核糖体可分为真核生物核糖体和原核生物核糖体，前者有细胞质核糖体、线粒体核糖体和叶绿体核糖体3中类型。
核糖体均由大小两个亚基组成，进行蛋白质合成时才结合在一起。
Mg2+的浓度对大小亚基的聚合和解离有很大的影响。
原核生物核糖体沉降系数为70S，由50S大亚基（含33种不同的蛋白质以及23S和5SrRNA）he30S小亚基（含21种蛋白质以及16SRNA）组成；真核生物核糖体沉降系数为80S，由60S大亚基（含大约49种蛋白质以及28S、5S和5.8SrRNA）和40S小亚基（含大约33种蛋白质以及18SrRNA）组成。
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。
在细胞中增加编码基因的拷贝数有两种方法：一是在染色体上增加rRNA基因的拷贝数；二是通过通过形成几千个核进行基因扩增。
真核生物的18S、5.8S、28SrRNA基因组成一个转录单位，转录成一个45S前体。
前rRNA有两个独特的特点，一是含有大量的甲基化的核苷，另一个就是具有许多假尿苷。
原核生物的16S、23S、5S3种rRNA基因组成一个转录单位。
原核生物rRNA 基因也是多拷贝的，并且也要被转录成一个前体，然后再加工成成熟的rRNA。
细菌的rRNA 也有甲基化，但比真核生物rRNA甲基化程度低。
核糖体是自我装配的细胞器，当蛋白质和rRNA合成加工成熟之后就要开始装配核糖体的大小两个亚基。
在核糖体重新装配过程中，可以通过减去某一种蛋白质来验证该蛋白质在亚基装配及亚基中的作用。
真核生物核糖体亚基在核仁中装配，原核生物核糖体亚基在细胞质中装配。
核糖体的功能是在进行蛋白质多肽链的合成。
在核糖体上合成的只是蛋白质的一级结构，即多肽链。
合成是从多肽链的N端开始，到C端结束。
核糖体中有一个mRNA结合位点和3个tRNA结合位点：A位点、P位点、E位点。
原核生物mRNA通过5’端的SD序列与核糖体16SrRNA结合，真核生物则依赖于mRNA5’端甲基化帽子结构将mRNA与核糖体小亚基结合。
细胞生物学（王金发版）章节总结.
第一章：细胞概述1. 基本概念:主要分清细胞、原生质、细胞质、细胞学、细胞生物学等基本概念;2. 细胞的发现和细胞学说的创立:了解英国学者胡克发现细胞的起因, 以及发现细胞的基本条件。
对于细胞学说, 侧重于学说的基本内容和该学说对细胞科学发展的推动作用。
3. 细胞的基本功能和特性:重点掌握细胞生命的三个最基本的功能: 自我增殖和遗传、新陈代谢和运动性; 并对细胞结构上的同一性有基本的理解。
4. 细胞的分子基础:充分认识细胞是由化学物质构成的, 生命是物质的，是一种特殊形式的物质运动，它是物质、能量和信息诸变量在特定时空的“表演”，其运转有赖于生命系统有组织的守时和对空间环境的合拍。
5. 细胞的类型和结构体系：主要了解真核细胞与原核细胞的结构组成和体系，比较二者的异同。
同时注意动物细胞与植物细胞在结构上的差异。
本章的核心内容是细胞学说的创立和细胞的类型与结构体系。
一、名词解释1、细胞生物学cell biology2、显微结构microscopic structure二、填空题1、细胞生物学是研究细胞基本规律的科学，是在、和三个不同层次上，以研究细胞的、、、和等为主要内容的一门科学。
2、细胞生物学的发展历史大致可分为、、、和分子细胞生物学几个时期三、选择题1、第一个观察到活细胞有机体的是（）。
a、Robert Hookeb、Leeuwen Hoekc、Grewd、Virchow2、细胞学说是由（）提出来的。
a、Robert Hooke和Leeuwen Hoekb、Crick和Watsonc、Schleiden和Schwannd、Sichold和Virchow3、细胞学的经典时期是指（）。
a、1665年以后的25年b、1838—1858细胞学说的建立c、19世纪的最后25年d、20世纪50年代电子显微镜的发明4、（）技术为细胞生物学学科早期的形成奠定了良好的基础。
a、组织培养b、高速离心c、光学显微镜d、电子显微镜四、判断题1、细胞生物学是研究细胞基本结构的科学。
细胞生物学 章节提要 第六章 核糖体与核酶
细胞生物学章节提要第六章核糖体与核酶细胞生物学章节提要第六章核糖体与核酶第06章总结核糖体与核酶研究方法：足迹、放射性标记（核糖体发现）、原核核糖体重组实验和合成反义RNA干扰。
核糖体（ribsome）是细胞内一种核糖蛋白颗粒（ribonucleoproteinparticle），唯一功能是翻译mrna的指令，将氨基酸合成蛋白质多肽链。
核糖体包括线粒体核糖体、叶绿体核糖体、细胞质核糖体。
真核细胞和原核细胞的核糖体组成不同，由均有两个不同大小的亚基构成。
它有rrna和核糖体蛋白质（ribosomalprotein），原核细胞由50s和30s 两个亚基构成70s的核糖体，真核细胞由60s和40s两个亚基构成80s的核糖体。
核糖体生物发生包括蛋白质和核糖核酸的合成、核糖体亚基的组装等。
在进化过程中，通过增加染色体上rRNA基因的拷贝数和基因扩增，编码rRNA的基因数量增加。
但第一个含有rRNA基因的DNA是如何形成的尚不清楚。
真核18S、5.8S和28s rRNA基因形成一个转录单元，这是转录成45s的前提。
原核生物的16S、23S和5S rRNA基因构成一个转录单元。
与成熟rRNA相比，真核生物的前rRNA含有大量甲基化核苷和大量假尿苷。
原核生物的rRNA基因也是多拷贝的（在真核生物中重复率相对较低），需要转录成前体，然后加工成rRNA。
此外，在真核生物中编码5srrna的基因位于不同的染色体上，而细菌5srrna基因与其他两个rRNA结合形成一个转录单元。
在组装部位，真核生物在核仁中，原核生物在细胞质中。
核糖体的唯一功能是蛋白质合成（proteinsynthetize）。
核糖体中与trna结合位点有a位点（asite）、p位点（psite）、e位点（esite）。
原核生物通过sd序列识别结合，真核生物通mrna5’端甲基化帽子结构识别。
蛋白质合成主要的过程为：链的起始、链的延伸、链的终止。
大约90%以上的真核生物的起始密码子是aug。
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Chapter 6 核糖体与核酶
6.1核糖体的形态结构
核糖体(ribosome)是细胞内一种核糖核蛋白颗粒(ribonucleoprotein partical)，是细胞内合成蛋白质的细胞器。
细胞内数量最多的细胞器。
在大肠杆菌中有几万个，占细胞干重的40%，在真核细胞中可达几十万甚至几百万个。
核糖体的主要成分是核糖体RNA(rRNA), 占60%, 蛋白质(r蛋白质), 占40%。
6.1.1 核糖体的类型
按存在部位分：
细胞质核糖体：游离核糖体和附着核糖体
细胞器核糖体：线粒体核糖体和叶绿体核糖体。
按生物类型分两种：
原核细胞的核糖体：沉降系数为70S，分子量为2.5x103KDa，由50S和30S 两个亚基组成。
真核细胞的核糖体：沉降系数是80S，分子量为3.9-4.5x103KDa，由60S和40S两个亚基组成。
6.2 核糖体的生物发生(Biogenesis)
在细胞内，核糖体是自我装配的。
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。
6.2.1 核糖体基因
1. rRNA基因的扩增
在染色体上增加rRNA基因的拷贝数：细菌的E.coli的基因组中有七套rRNA 基因；典型的真核生物细胞含有几百到几千个18S、 5.8S和28S rRNA基因的拷贝，5S rRNA基因的拷贝数多达50,000个。
2. rRNA基因的选择性扩增
①两栖类卵母细胞rRNA基因扩增
基因扩增是通过形成几千个核进行的，每个核里含有几百拷贝的编码18S、5.8S和28S的rRNA基因，最后卵母细胞中的这些rRNA基因的拷贝数几乎达到50万个。
②卵母细胞中rRNA基因扩增机制
滚环复制(rolling circle replication)
卵母细胞中rRNA基因扩增的机制，有人认为归因于从染色体上分离出来的环状DNA分子，这种环状DNA中含有rRNA基因。
由于环状DNA能够通过滚环复制的方式进行复制，因而能够产生大量的rRNA基因。
3. 18S、5.8S和28S rRNA基因的转录和加工
①组织：真核生物18S、5.8S和28S rRNA基因为一组串联在一起，5S的rRNA基因则位于另一条染色体上。
②转录
人、老鼠等前rRNA为45S；不同种的生物，前rRNA的长度范围在34S～45S之间；在转录单位中除了三个rRNA基因外，还包括一些间隔区；真核生物中，RNA聚合酶I参与这三个rRNA基因的转录；
③前体rRNA的加工与修饰：
前体rRNA有两个独特的特点：一是含有大量的甲基化的核苷,另一个就是具有很多假尿苷(pseudouridine)。
在前体rRNA加工过程中，rRNA的甲基化可能起指导作用。
5S rRNA的合成和加工：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。
5S rRNA基因是由RNA聚合酶Ⅲ转录的，内部启动。
5S rRNA 只需要进行简单的加工，或者根本不需要进行加工。
原核生物rRNA基因
原核与真核生物的rRNA基因在组织结构上的差异。
重复频率低：如E.coli，只重复了7次；细菌的5S rRNA与16SrRNA 、23S rRNA基因组成一个转录单位，在染色体上的排列顺序是：16S-23S-5S。
核酸酶RNaseⅢ将16S-23S-5S rRNA 前体切割成单体；细菌中的rRNA转录单位除了三种rRNA外，同时有几种tRNA 分子。
6.2.2 核糖体的装配
1. 原核生物核糖体的装配
小亚基的rRNA和蛋白质的装配关系：组成核糖体的蛋白质和rRNA在大小亚基中均有一定的空间排布。
核糖体在组装过程中,某些蛋白质必须首先结合到rRNA上，其他蛋白才能组装上去，即表现出先后层次。
根据同rRNA结合的顺序，将核糖体蛋白分为两种：
①初级结合蛋白(primary binding protein)
这些蛋白质直接同rRNA结合, 其中同16S rRNA结合的初级蛋白有14种, 它们是: S3, S4, S17, S20, S6, S15, S8, S18, S9, S11, S12, S13, S7, S1。
同5S rRNA结合的有11种。
②次级结合蛋白(secondary binding protein)
这些蛋白质不直接同rRNA结合, 而是同初级结合蛋结合。
它们是: S10, S16, S2, S6, S21, S14, S19。
2. 真核生物核糖体装配模型
①80S前体颗粒形成
45S rRNA+5S rRNA+蛋白质
45S rRNA 到41S rRNA
②大小亚基前体形成:
大:32S rRNA和5S rRNA 小:20S的前体rRNA；
③小亚基成熟与运送:
20S rRNA到18S rRNA
④大亚基成熟与运送
32S rRNA到28S rRNA+5.8S rRNA
6.3 核糖体的功能
1. 核糖体的RNA结合位点
2. 与mRNA结合的位点：SD序列
3. 蛋白质合成中各位点的协同性
4. 多聚核糖体(polysome)
6.4 Ribozyme and Antisense RNA
1. 核酶(ribozyme)
2. 反义RNA(Antisense RNA)
6.4.1 真核细胞中的小分子RNA(small RNA)
大小：100～300 bases。
由RNA聚合酶Ⅱ或RNA聚合酶Ⅲ所合。
某些像mRNA一样可被加帽。
类别:scRNA(small cytoplasmic RNA)和snRNA(small nuclear RNA)。
snRNPs(small nuclear ribonucleoproteins)颗粒，核小核糖核蛋白；一个snRNA，～10个蛋白质；有些蛋白质是某一snRNP所特有，有些则是各种snRNP 所共有。
snRNPs分类：由于snRNA富含脲嘧啶核苷，分类时把它分为U1、U2、……等。
6.4.2 Antisense RNA
反义RNA分类
◆I类：直接作用于其靶mRNA的SD序列和/或编码区；Ⅱ类：与mRNA
的SD序列的上游非编码区结合，从而抑制靶mRNA的翻译；III类：直接抑制靶mRNA转录的RNA。
6.4.3 核酶Ribozyme
具有催化活性的RNA，化学本质是核糖核酸(RNA)，却具有酶的催化功能。
与蛋白质酶相比，核酶的催化效率较低，是一种较为原始的催化酶。
1. 几个基本概念
①间隔序列(space sequence) ：编码基因间的序列。
②内含子(intron)：基因内的间隔序列。
③外显子(exon)：成熟RNA中的基因序列。
2. 核酶的发现
1980s，Thomas Cech等在研究四膜虫的26SrRNA前体加工时发现：26S rRNA前体可进行自剪切(self- splicing)。
3. 核酶的类型
根据核酶的结构和催化反应可分为3种类型：
①RNA和蛋白质复合物：催化切割tRNA
核糖核酸酶P (ribonuclease P)，是一种核糖核蛋白, 含有一个单链RNA 分子(长为375个核苷)和一个分子量为20kDa的多肽。
②具有催化活性的小分子RNA
③Ⅰ、Ⅱ型内含子
4. 特点：都涉及磷酸二酯键的切割或连接，底物是RNA 。
5. 核酶的作用机制
①核剪接(nuclear splicing)：剪接发生在细胞核中，从pre-mRNA中切除内含子，加工成熟的mRNA被运送到细胞质。
3个主要特点：在pre-mRNA中内含子与外显子间有特征性序列，即GU-AG 规则；需要snRNA参与，形成剪接体；形成套索结构。
剪接体（Spliceosomes）：在剪接过程中形成的剪接复合物称为剪接体；主要组成：蛋白质与小分子的核RNA (snRNA)，包括U1, U2, U4, U5, U6。
GU-AG 规则；前体RNA中参与内含子剪接的两个特殊位点，即在内含子和外显子交界处有两个相当短的保守序列: 5＇端为GT，3＇端为AG，
②I 组内含子剪接
结构特点：内含子转录后可以形成9个由碱基配对形成的特定二级结构, 分别命名为P1至P9, P1和P7是保守的。
需要游离的鸟苷。
存在的细胞器：核、线粒体、叶绿体。
基因:前体rRNA、mRNA和tRNA
③Group II intron splicing
结构特点：内含子转录后可以形成6个发夹环。
附合GU-AG规则；不需snRNA参与，不形成剪接体；形成套索；存在的细胞器:线粒体、叶绿体；基因：前体mRNA。