第九章 核糖体
第九章核糖体(ribosome)
3，电镜种类
扫描电子显微镜 透射电子显微镜 扫描隧道显微镜
透射电镜及其图像
扫描电镜及其图像
第二节 细胞组分的分析方法
一、高速、超速和梯度密度离心分离各种细胞器、生物 大分子及其复合物
差速离心
密度梯度离心
二、细胞内核酸、蛋白质、酶、糖类、脂类的显色
DNA：福尔根（Feulgen）反应－－紫红色 多糖类：PAS反应－－黄色
第三章
细胞生物学研究方法
第一节 细胞形态结构的观察方法
显微镜和显微镜的分辨能力
肉眼：0.2 mm; 光镜：0.2 um; 电镜：0.2 n λ
N . sin α / 2
λ: 光源波长; α: 物镜镜口角; N: 介质折射率
显微镜成像原理
普通复式光学显微镜
（light microscope）
脂肪：苏丹III－－红色
蛋白质：米伦（Millon）－－红色
三、特异抗体技术
免疫荧光 免疫电镜 免疫沉淀 Western blotting
四、特异核酸标记技术
In situ hybridization
Northern blot (RNA); Southern blot (DNA)
原位杂交技术
五、放射性标记技术
流式细胞术
第三节 细胞培养、细胞工程与显微操作技术
一、细胞培养
1，植物细胞 （原代细胞培养，永生细胞系）
2，动物细胞
（单倍体细胞培养，原生质体培养，体细胞培养） 3，非细胞体系
（DNA复制，RNA转录，蛋白质合成，高尔基体的膜泡 运输，细胞核装配等）
细胞提取物，细胞核提取物
动物细胞培养
细胞的克隆
植物组织培养
二、细胞工程
《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
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。
第9章 核糖体和核酶
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RNA在生命起源 RNA在生命起源 中的地位及其演 化过程
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生命是自我复制的体系
三种生物大分子，只有 三种生物大分子，只有RNA既具有信息载体 既具有信息载体 功能又具有酶的催化功能。因此，推测RNA 功能又具有酶的催化功能。因此，推测 可能是生命起源中最早的生物大分子。 可能是生命起源中最早的生物大分子。 核酶(ribozyme)：具有催化作用的RNA。 ：具有催化作用的 核酶 。 由RNA催化产生了蛋白质 催化产生了蛋白质
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核糖体的化学组成
10
核糖体的装配
原核生物核糖体的装配 ◆小亚基的rRNA和蛋白质的装配关系: 小亚基的rRNA和蛋白质的装配关系: 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 组成核糖体的蛋白质和 rRNA在大小 rRNA 亚基中均有一定的空间排布。 亚基中均有一定的空间排布。
5
核 糖 体 的 大 小 亚 基
6
Mg2+ 浓度对大小亚基的聚合和解离的 影响: 影响:
70S 核糖体在Mg 的浓度小于1mm/L的溶液中 ◆70S 核糖体在 Mg2+ 的浓度小于 1mm/L 的溶液中 易解离; 易解离; 浓度大于10 10mm/L, ◆当Mg2+ 浓度大于10mm/L, 两个核糖体通常形 100S的二聚体。 成100S的二聚体。
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r蛋白质的主要功能
折叠成有功能的三维结构是十分重要的； 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 蛋白可能对核糖体的构象 在蛋白质合成中 某些r蛋白可能对核糖体的构象 微调”作用； 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 在核糖体的结合位点上甚至可能在催化作用中 糖体蛋白与rRNA共同行使功能。 共同行使功能。 糖体蛋白与 共同行使功能4核糖体的类型
核糖体题库
核糖体题库第九章核糖体一. 名词解释多聚核糖体A位点P位点核酶小分子RNA 剪接体遗传密码反密码子RNA编辑蛋白酶体二.填空题1.核糖体在生化上的主要成分是（）和（）。
2.根据核糖体是否与生物膜相结合可以分（）和（）。
3.原核细胞中附着核糖体一般结合在（）上，而真核细胞中附着核糖体结合在（）。
4.在蛋白质合成过程中，有许多蛋白因子参与协助各个阶段的蛋白质合成，它们分别是（）和（）等，多数因子具有GTPase活性。
5.原核细胞蛋白合成的第一步是形成起始复合物，起始物主要包括（）（）和与AUG 配对的（）。
6.在蛋白质合成时，核糖体有4个功能部位分别是（）（）（）和（）。
7.生物体细胞内的核糖体有种基本类型，原核细胞中的核糖体是（），而真核细胞中的是（），真核细胞线粒体内的核糖体近似于（）。
8.hnRNA的内含子剪接遵从（）规则。
9.真核生物有三种RNA聚合酶，分别转录不同的基因，如RNA 聚合酶Ⅰ转录（）。
聚合酶Ⅲ转录（）。
10.原核生物线粒体核糖体的两个亚基的沉降系数分别是（）和（）。
11.RNA编辑是指在（）的引导下，在（）水平上改变（）。
12.细胞核内不能合成蛋白质，因此，构成细胞核的蛋白质（包括酶）主要由（）合成，并通过（）引导进入细胞核。
13.RNaseP是一种核酶，是由一条（）和一个分子质量为（）所组成，它参与（）合成的加工。
14.70S核糖体具有催化活性的RNA是（）。
15.蛋白质的合成是在（）指导下进行的，其过程是通过（）mRNA分子中的核苷酸序列转变为多肽链中（）序列。
16.遗传密码子是mRNA分子中每（）个相邻的碱基决定合成的多肽链中的一种氨基酸，故称为（）体密码，17.mRNA的密码子不能直接识别氨基酸，所以氨基酸必须先与相应的tRNA结合形成（）。
18.核糖体的活性部位主要是（）、（）、（）、和（）19.遗传密码是所有64种密码子的总称，包括（）3个终止密码子和61个分别编码（）种氨基酸的密码子。
第九章 核糖体-新版
核糖体(ribosome) 核糖体
第一节
核糖体的类型与结构
核糖体是合成蛋白质的细胞器， 核糖体是合成蛋白质的细胞器，其唯一的 功能是按照mRNA的指令由氨基酸高效且精确 功能是按照 的指令由氨基酸高效且精确 地合成多肽链。 地合成多肽链。
核糖体的基本类型与成分 核糖体的结构 核糖体蛋白质与rRNA的功能分析 的功能分析 核糖体蛋白质与
在蛋白质合成中肽酰转移酶的活性研究
核糖体蛋白 在核糖体中rRNA是起主要作用的结构成分 是起主要作用的结构成分 在核糖体中
Hale Waihona Puke r蛋白质的主要功能 蛋白质的主要功能
r蛋白质的主要功能 蛋白质的主要功能
折叠成有功能的三维结构是十分重要的； 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 在蛋白质合成中 某些 蛋白可能对核糖体的构象 微调”作用； 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, 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。 共同行使功能。 糖体蛋白与 共同行使功能
一、多聚核糖体 (polyribosome或polysome) 或
多聚核糖体的生物学意义 细胞内各种多肽的合成， 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 的长短如何， 或是 的长短如何 多肽分子数目都大体相等。 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， 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。 的利用及对其浓度的调控更为经济和有效。
一、核糖体的基本类型与成分
核糖核蛋白体,简称核糖体 核糖核蛋白体 简称核糖体(ribosome) 简称核糖体 核糖体的形态、大小、 核糖体的形态、大小、数量和分布
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。
第九章 核糖体
动物细胞溶酶体系统示意图
三、溶酶体的发生
初级溶酶体是在高尔基体的trans面以出芽的形式形成的，其形
成过程如下：
内质网上核糖体合成溶酶体蛋白，进入内质网腔进行N-连接的 糖基化修饰，进入高尔基体Cis面膜囊，N-乙酰葡糖胺磷酸转移酶 识别溶酶体水解酶的信号斑，将N-乙酰葡糖胺磷酸转移在1~2个甘 露糖残基上，在中间膜囊切去N-乙酰葡糖胺形成M6P配体，与 trans膜囊上的受体结合，选择性地包装成初级溶酶体。
4．类风湿性关节炎
溶酶体膜很易脆裂，其释放的酶导致关节组织损伤和发炎 。
台－萨氏综合症神经元细胞溶酶体
二、过氧化物酶体
过氧化物酶体（peroxisome）又称微体（microbody）
，由J. Rh胞器，在不同生物及不同发育阶段 有所不同。直径约0.2-1.5um，通常为0.5um，呈圆形，椭
胞功能，常见的贮积症主要有以下几类。
台-萨氏综合征（Tay-Sachs diesease）：又叫黑蒙性家族痴呆症， 溶酶体缺少氨基已糖酯酶A（β -N-hexosaminidase），导致神经节甘脂
GM2积累（图6-30），影响细胞功能，造成精神痴呆，2－6岁死亡。患者
表现为渐进性失明、病呆和瘫痪，该病主要出现在犹太人群中。 II型糖原累积病（Pompe病）：溶酶体缺乏α -1,4-葡萄糖苷酶，糖原 在溶酶体中积累，导致心、肝、舌肿大和骨骼肌无力。属常染色体缺陷 性遗传病，患者多为小孩，常在两周岁以前死亡。
圆形或哑呤形不等，由单层膜围绕而成。
共同特点是内含一至多种依赖黄素（flavin）的氧化酶 和过氧化氢酶（标志酶），已发现40多种氧化酶，如L-氨 基酸氧化酶，D-氨基酸氧化酶等等，其中尿酸氧化酶（ urate oxidase）的含量极高，以至于在有些种类形成酶结
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
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
第九章核糖体
第九章核糖体第九章核糖体⼀、核糖体的结构及功能核糖体是体积较⼩的⽆膜包围的细胞器，在光镜下看不到。
1958年才把这种含有⼤量RNA的合成蛋⽩质的关键装置定名为核糖核蛋⽩体ribosome，简称为核糖体。
(⼀)核糖体的⼀般性质。
1.存在与分布核糖体存在⼀切⽣物的细胞中，包括真核细胞和原核细胞。
这是有别于其它细胞器的特点。
在真核细胞中，有些核糖体是游离分布在细胞质基质中，也有许多是附着在rER膜及核膜外表。
此外，还有核糖体是分布在线粒体和叶绿体的基质中。
在原核细胞内，⼤量核糖体游离在细胞质中，也有的附着在质膜内侧⾯。
细菌的核糖体占总重量的25—30%。
2.形态和⼤⼩⼀般直径12—30nm，由⼤、⼩两亚单位构成，通常是以⼤亚单位附在内质⽹膜或核膜外表。
当进⾏蛋⽩质合成时，⼩亚单位先接触mRNA才与⼤亚单位结合，⽽合成完毕后⼜⾃⾏解离分开。
另外，多个核糖体还可由mRNA串联成多聚核糖体polyribosome(=polysome)，每个多聚核糖体往往由5-6个核糖体串成，但也有多⾄50个以上的(例如肌细胞中合成肌球蛋⽩的多聚核糖体是由60—80个串联⽽成)。
3.数量和分类细胞中的核糖体数量多少不⼀。
⼀般来说，增殖速度快的细胞中偏多，分泌蛋⽩质的分泌细胞中也较多。
例如分泌胆汁的肝细胞中为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。
⼤亚单位 60s 真核⽣物核糖体 80s⼩亚单位 40s⼤亚单位 50s 原核⽣物核糖体 70s⼩亚单位 30s （“s”是沉降系数衡量单位。
⼤、⼩亚单位组成核糖体，并⾮由s值直接相加，这是因为s值的变化与颗粒体积及形状相关）叶绿体中的核糖体与原核⽣物的相似，⽽线粒体中的核糖体较⼩且多变，如哺乳动物的线粒体核糖体是55s.⼀般将它们都划分到原核⽣物的70s型。
(⼆)核糖体的化学组成主要组分是蛋⽩质和rRNA，极少或⽆脂类。
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3. 核糖体的化学组成
rRNA r蛋白 蛋白 原核生物 真核生物
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4.核糖体的生物发生 4.核糖体的生物发生(Biogenesis) 核糖体的生物发生 核糖体的生物发生包括 1) 蛋白质和rRNA的合成 蛋白质和rRNA rRNA的合成 2) 核糖体亚基的装配
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2) 核糖体亚基的装配
◆ 在细胞内,核糖体是自我装配的。 在细胞内,核糖体是自我装配的。 组成核糖体的蛋白质和rRNA rRNA在大小亚基中均有一 • 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,蛋白组装表现出先后层次。 核糖体在组装过程中,蛋白组装表现出先后层次。 ◆ 地点 真核细胞核糖体的亚基在核仁中装配 原核细胞核糖体的亚基在细胞质中装配
11
一、多聚核糖体 (polyribosome或polysome) 或
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。
19
合成正确多肽链的保障机制
碱基的准确配对使延长因子上的GTP水解， 水解， 碱基的准确配对使延长因子上的 水解 延长因子 延长因子脱离，氨基酸加入多肽链的延长； 延长因子脱离，氨基酸加入多肽链的延长； elongation factor 如果碱基不能完全配对， 不水解、 如果碱基不能完全配对， GTP不水解、延 不水解 (EF) 长因子不能脱离， 长因子不能脱离，与mRNA密码不符的氨 密码不符的氨 20 基酸不能参与多肽链合成。 基酸不能参与多肽链合成。
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核糖体的功能－ 第二节 核糖体的功能－蛋白质合成
• • • 1.多聚核糖体 多聚核糖体 2. 蛋白质合成 3. RNA在生命起源中的地位及其生命活 在生命起源中的地位及其生命活 动中的作用
1、多聚核糖体 、
80bp
同一条mRNA被多个核糖体同时翻译成蛋白质， 被多个核糖体同时翻译成蛋白质， 同一条 被多个核糖体同时翻译成蛋白质 大大提高了蛋白质合成速率， 大大提高了蛋白质合成速率，也减轻了细胞核进 行基因转录和加工的压力， 行基因转录和加工的压力，不需要合成加工大量 的mRNA。 。
第九章 核 糖 体
The ribosome
第一节 核糖体类型与结构
• • • • 1. 形态结构 2. 类型 3. 化学组成 4. 生物发生和装配
1.核糖体的形态结构 1.核糖体的形态结构
核糖体(ribosome)是细 核糖体(ribosome)是细 (ribosome) 胞内一种核糖核蛋白 颗粒( 颗粒(ribonucleoprotein partical),是细胞 ),是细胞 ), 内合成蛋白质的细胞 器。 核糖体的主要成分是核 糖体RNA(rRNA), 糖体RNA(rRNA), 占 蛋白质(r (r蛋白 60%, 蛋白质(r蛋白 40%。 质), 占40%。
多聚核糖体:同一条mRNA分子能够结合多个甚至几十 个核糖体串连起来高效而同步的合成蛋白质肽链 多
聚 核 糖 体 电 镜 图 核 糖 体 蛋 白 质 翻 译 合 成 过 程 -
多聚核糖体与蛋白质多肽链合成
E位 P位 A位 大亚基 位 位 位
1）. 核糖体的功能位点 ）
a. mRNA和tRNA的四个结合部位 和 的四个结合部位
嘌呤霉素是蛋白质合成的抑制剂
嘌呤霉素具有与 tRNA分子末端类似 分子末端类似 的结构， 的结构，能够与氨 基酸结合、并与核 基酸结合、 糖体的A位点结合 位点结合， 糖体的 位点结合， 但它所带的氨基酸 不能参与形成肽链， 不能参与形成肽链， 导致蛋白质合成终 止。 左图为通过嘌呤霉 素对蛋白质合成抑 制作用而设计的实 验。证明了核糖体 A位点和 位点是 位点和P位点是 位点和 两个独立的位点。 两个独立的位点。
mRNA 小亚基
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多肽链
多肽的脱离通道 大亚基
b. 多肽的脱离通道 (polypeptide escape path)
mRNA 小亚基
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2、蛋白质合成 、
1) 起始 • mRNA与30S亚基结合 与 亚基结合 • 第一个氨酰－tRNA进入 进入mRNA-30S亚基复合 第一个氨酰－ 进入 亚基复合 位于P位 体，位于 位 • 大亚基加入，形成完整的起始复合物 大亚基加入， 2) 延长 3) 终止 释放因子识别终止密码子，终止肽链合成。 释放因子识别终止密码子，终止肽链合成。
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＋GTP
－GTP
3、RNA在生命起源中的地位及其生命活动中的作用 、 在生命起源中的地位及其生命活动中的作用
• （一）核酶和核酶的作用 _核酶(ribozyme) :具有生物酶的催化功能 的RNA分子。 _核酶的本质是核糖核酸（RNA），具有酶的催化功能。 （二）RNA在生命活动中的作用 .1.RNA控制着蛋白质的生物合成 .2. RNA具调控功能..3. RNA调控遗传信息4. RNA修饰5. RN垃圾"可能是RNA基 因
3
• 大小亚基平时各自游离在细胞质中，进行蛋白质合成 大小亚基平时各自游离在细胞质中， 时才结合在一起。 时才结合在一起。 • 镁离子浓度对大小亚基的聚合和分离有影响
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2. 核糖体的类型 细胞有两种主要类型的核糖体: 细胞有两种主要类型的核糖体: ◆原核细胞的核糖体: 原核细胞的核糖体: 沉降系数为70S 分子量为2 沉降系数为70S，分子量为2.5x106, 70 50S 30S两个亚基组成。 由50S和30S两个亚基组成。 ◆真核细胞的核糖体: 真核细胞的核糖体: 沉降系数是80S，分子量为2.5x10 沉降系数是80S，分子量为2.5x106, 80S 60S和40S两个亚基组成 两个亚基组成。 由60S和40S两个亚基组成。
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2) 蛋白质合成的延长
氨酰－ 氨酰－tRNA进入 进入 A位 位 P、A位的氨基酸 、 位的氨基酸 之间形成肽键 核糖体沿mRNA 5’ 核糖体沿 方向移动3个 至3’方向移动 个 方向移动 核苷酸， 位点的 核苷酸，A位点的 tRNA-二肽移到 二肽移到P 二肽移到 位，称为移位 脱氨酰的tRNA释 脱氨酰的 释 放