细胞生物学核糖体的结构及功能
(细胞生物学基础)第七章核糖体
THANK YOU
感谢聆听
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。
大亚基含有28S、5S和5.8S三种RNA，而小亚基含有 18S RNA。
这些RNA与约60种不同蛋白质结合，形成稳定的复 合物。
核糖体的功能
核糖体是合成蛋白质的场所， 通过mRNA的翻译合成蛋白质 。
它具有起始、延长和终止三个 功能部位，分别对应于mRNA 上的起始密码子、终止密码子 以及多肽链的释放因子。
信号转导调控
核糖体可以感知细胞内的营养 和能量状态，通过信号转导途 径将信息传递给其他细胞器或 细胞核，进而调控细胞代谢和 生长。
核糖体与疾病的关系
核糖体与癌症
研究表明，核糖体的合成和功能异常可以影响肿瘤细胞的 增殖和分化，与癌症的发生和发展密切相关。
核糖体与神经退行性疾病
一些神经退行性疾病如阿尔茨海默病和帕金森病等与核糖 体功能异常有关，这些疾病的发生和发展过程中会出现核 糖体蛋白的聚集和神经元死亡。
核糖体与感染性疾病
病毒和细菌等微生物感染细胞后，会利用细胞内的核糖体 合成自身的蛋白质，因此核糖体也是抗感染免疫的重要靶 点。
05
核糖体的研究方法
核糖体的分离和纯化
分离
利用核糖体与其他细胞成分的密 度差异，通过离心技术将其从细 胞中分离出来。
纯化
通过一系列层析和电泳技术进一 步去除杂质，获得较为纯净的核 糖体样品。
核糖体的电镜观察
负染色
将核糖体样品置于负染色液中，使其 附着在载网上，然后进行电镜观察。
冷冻电镜
采用冷冻固定技术，将核糖体样品快 速冷冻并置于电镜下观察，以获得高 分辨率的图像。
核糖体的生物信息学分析
细胞生物学 第十章核糖体
§1 核糖体的类型与结构
三、rRNA和r蛋白质的功能 • 核糖体上有许多与蛋白质
合成有关的结合位点与催 化位点：
功能 1、与mRNA结合的位点：与mRNA结合; 2、A位点：与新渗入的氨酰-tRNA结合; 3、P位点：与延伸中的肽酰-tRNA结合; 4、E位点：肽酰转移后与即将释放的
第十章 核糖体
§1 核糖体的类型与结构 （§2 多核糖体与蛋白质的合成）
§1 核糖体的类型与结构
• 核糖体（ribosome）是细 胞内合成蛋白质的细胞 器，它几乎存在于一切 细胞之中。
s 原核细胞； s 真核细胞的细胞质中； s 真核细胞的线粒体与叶
绿体中。 • 核糖体在细胞内的数量
与蛋白质合成程度相关。 • 核糖体的实质是核酶。
s 核糖体蛋白质（r蛋白质）： 约占1/3，主要位于核糖体表 面；
s 核糖体RNA（rRNA）：约占 2/3，主要位于核糖体内部。
• 两者靠非共价键结合在一起。
一、核糖体的基本类型与化学组成
• 原核细胞和真核细胞核糖体 的详细化学组成：
s 原核细胞的核糖体：70S
大亚基(50S) rRNA：23S,5S r蛋白质：34种
tRNA结合; 5、与转位酶结合的位点：转位酶将肽酰
tRNA从A位点转移到P位点; 6、肽酰转移酶的催化位点：肽酰转移酶
催化形成肽键; 7、其他位点：起始因子：IF1,IF2,IF3
结合 延伸因子：EF-Tu,EF-Ts 释放因子：RF1,RF2
三、rRNA和r蛋白质的功能
• 这些活性位点既涉及 rRNA的不同区域，又涉 及不同的r蛋白质。
核糖体的结构和功能
核糖体的结构和功能核糖体是一种位于细胞质中的细胞器，它在翻译过程中起着至关重要的作用。
核糖体由多个RNA和蛋白质组成，这些分子紧密地结合在一起，形成了一个复杂的结构。
本文将介绍核糖体的结构和功能。
一、核糖体的结构核糖体的结构可以分为大亚基和小亚基两个部分。
大亚基由大量蛋白质和几个RNA分子组成，而小亚基则主要由一个RNA分子和少量蛋白质组成。
大亚基中的RNA被称为23S和5S rRNA，它们具有复杂的二级和三级结构。
其中23S rRNA是核糖体最大的RNA分子，它包含了多个功能域，可以与其他分子相互作用，从而参与翻译过程中的各个环节。
小亚基中的RNA被称为16S rRNA，它具有较简单的二级结构。
16S rRNA可以与mRNA和tRNA结合，从而定位翻译起始点和识别密码子序列。
此外，核糖体还包含了多个蛋白质分子，这些蛋白质可以与RNA分子相互作用，帮助维持核糖体的结构稳定和功能正常。
二、核糖体的功能核糖体主要参与细胞中的翻译过程，其功能可以分为三个方面：定位、翻译起始和合成肽链。
首先，核糖体通过与mRNA结合，可以定位到正确的翻译起始点。
核糖体上的16S rRNA可以与mRNA中的翻译起始密码子序列相互作用，从而确保翻译过程从正确的位置开始。
此外，核糖体通过与mRNA结合，还可以辅助tRNA定位到正确的密码子上，保证正确的氨基酸与mRNA匹配。
其次，核糖体参与了翻译过程的起始。
在启动翻译的过程中，核糖体与mRNA和tRNA结合形成一个复合物，这一复合物被称为起始复合物。
起始复合物通过与mRNA上的AUG密码子匹配，从而开始合成肽链。
最后，核糖体参与了肽链的合成。
在翻译过程中，核糖体通过与mRNA和tRNA结合，将氨基酸按照mRNA上的密码子序列连接起来，形成肽链。
核糖体利用其23S rRNA的催化活性，使得氨基酸通过肽键的形成相互连接。
三、小结核糖体作为细胞中重要的翻译机器，其结构和功能密不可分。
人类细胞核糖体的结构组成和功能
人类细胞核糖体的结构组成和功能细胞是生命的基本单位，而核糖体则是细胞内负责合成蛋白质的重要器官。
在人类细胞中，核糖体的结构非常复杂，它是由多个蛋白质和不同的RNA组成。
本文将详细介绍人类细胞核糖体的结构、组成和功能。
一、结构核糖体是由两个不同大小的亚基组成的，分别是大亚基和小亚基。
在人类细胞中，大亚基的分子量约为2.8兆达，由约50多种蛋白质和3个RNA组分成。
而小亚基的分子量为1.4兆达，由33种蛋白质和一个RNA分子组成。
核糖体的结构分为几个主要部分：第一部分是核心部分，包含一段被称为16S RNA的RNA序列。
这里的RNA可以与蛋白质相互作用，形成利于蛋白质折叠的结构。
第二部分是E-和P-位点，这些位置是核糖体上的两个重要区域，在合成过程中加速糖链合成，并降低其错误率。
另一个部分是与tRNA分子相互作用的结构，这些结构形成了tRNA识别域。
这个部分呈现出各种形状，如水平的二联体结构或四联体结构。
还有一个结构是核糖体质子通道，允许产生新的肽键。
这些结构通过多种方式相互作用，共同协同完成蛋白质合成过程。
二、组成核糖体主要由蛋白质和RNA组成，蛋白质和RNA之间的相互作用至关重要，许多基因分子的高效表达都与它们间的相互作用密切相关。
RNA在核糖体中发挥着至关重要的作用，其具体功能包括识别启动子和终止子、降解RNA的功能等。
而蛋白质则有助于RNA 的折叠，形成具有特定功能的结构。
此外，蛋白质还能识别RNA 上的许多具有特异性的序列，并影响RNA的稳定性、合成和解旋等方面。
蛋白质和RNA之间的相互作用是动态的，其中某些构象可能在特定环境下发生改变。
三、功能核糖体在细胞中的主要作用是参与蛋白质合成。
当细胞需要合成特定的蛋白质时，它会合成相应的信使RNA，这些RNA包含编码这些蛋白质所需的核苷酸序列。
核糖体将tRNA（带有氨基酸的RNA分子）与信使RNA结合，将氨基酸带入对应的位置，继而形成新生肽链。
这个过程被称为翻译。
核糖体结构与功能的研究进展
核糖体结构与功能的研究进展核糖体，是细胞内的一种大分子结构，由rRNA和蛋白质相互结合而成。
在生物学中，它是蛋白质合成的重要环节之一，同时也是细胞内多种生物过程的调控者。
随着生物技术的不断发展以及实验技术的日益成熟，越来越多的生物学家对核糖体的结构和功能进行了深入的研究，目前在核糖体结构与功能的研究方面，已经取得了很多令人瞩目的进展。
一、核糖体的基本结构要了解核糖体的功能，首先需要了解它的基本结构。
目前已知的所有细胞中都有不同种类的核糖体。
一般来讲，细菌的核糖体较小，由三种不同的RNA和蛋白质组成，而真核生物的核糖体则由四种不同的RNA和蛋白质组成。
这些RNA的长度和序列也有所不同，在核糖体中所扮演的角色也有所不同。
核糖体的结构主要分为两个子单位，即大的50S和小的30S子单位。
在细胞内，核糖体的组装过程是高度协调的。
其中最重要的是16S rRNA，它是30S子单位的主要成分，同时还承担着辅助识别tRNA和mRNA等功能。
而50S子单位则由23S rRNA和5SrRNA以及多种蛋白质组成。
这些分子相互作用，形成一个完整的核糖体结构，能够在蛋白质合成过程中发挥重要作用。
二、核糖体在蛋白质合成中的作用在蛋白质合成过程中，RNA是一个至关重要的角色。
蛋白质合成的第一步是将mRNA转录成RNA的线性序列，这个过程由RNA聚合酶完成。
这种RNA序列通常被称为mRNA，它含有用于构建蛋白质的编码信息。
此后，RNA将mRNA带入核糖体中，寻找与mRNA中特定编码的tRNA互补的序列。
一旦准确的tRNA与其互补的mRNA序列结合，就会被“考虑”加入正在生长的蛋白质中。
此外，核糖体还有一些重要的功能。
它可以作为一种调节剂，传达特定的信息给细胞内的其他蛋白质。
此外，核糖体在RNA的降解中也扮演着重要角色。
在这些过程中，核糖体结构的特异性起着重要作用，所以研究其结构和功能对于细胞生物学和生物药物的研发都具有重要意义。
核糖体的结构
核糖体结构核糖体是一种复杂的细胞结构，它是细胞的核心组成部分。
它的结构可以分为三个基本部分：核膜、核质和核仁。
核糖体的结构和功能对于细胞的正常运作至关重要，因此，它的结构和功能的研究一直是细胞生物学家们的研究热点。
一、核膜核膜是核糖体的外壳，它主要由膜蛋白和脂质组成，其厚度约为5-10nm。
它主要由两层膜组成，外层膜和内层膜，两层膜之间有一个由膜蛋白和脂质组成的间隙。
核膜起着保护核质的作用，同时，它还可以调节核质内的反应，以及控制细胞内外的物质流动。
二、核质核质是核糖体中最重要的结构，它主要由多种核酸、核糖核酸和蛋白质组成。
核质中的核酸主要是DNA和RNA，它们是细胞遗传物质的载体，负责细胞的基因表达和遗传传递。
核糖核酸是核质中的重要组分，它负责细胞的生长和分裂，以及细胞的新陈代谢。
核质中的蛋白质主要是核糖体蛋白，它们负责核糖体的结构稳定，以及核糖体的功能调节。
三、核仁核仁是核糖体的中心组成部分，它是一种由核酸和蛋白质组成的结构。
它位于核质的中心，主要由核仁蛋白和核仁核酸组成，它们负责核糖体的膜质和核质的形成。
核仁还可以调节核糖体内部的反应，以及细胞内外的物质流动。
总结核糖体是细胞核心组成部分，它由核膜、核质和核仁三个基本部分组成。
核膜是核糖体的外壳，主要由膜蛋白和脂质组成，起着保护核质的作用；核质是核糖体中最重要的结构，它主要由多种核酸、核糖核酸和蛋白质组成，负责细胞的基因表达和遗传传递；核仁是核糖体的中心组成部分，它是一种由核酸和蛋白质组成的结构，负责核糖体的膜质和核质的形成，以及核糖体内部反应和细胞内外物质流动的调节。
细胞生物学(第五版)-第10章-核糖体精选全文完整版
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
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。
医学细胞生物学-第六章核糖体
核糖体是细胞内负责蛋白质合成的重要器官，由RNA和蛋白质组成。了解核 糖体的结构和功能对于理解细胞活动和生命过程至关重要。
核糖体的定义和功能
1 定义
核糖体是细胞内的蛋白质合成机器，位于细 胞质中，由核糖体RNA（rRNA）和蛋白质组 成。
2 功能
核糖体负责将蛋白质合成所需的mRNA模板 与适当的氨基酸相结合，以构建多肽链。
影响生理过程
核糖体在细胞分化、增殖和死亡等生理 过程中发挥重要作用。
核糖体与生物医学应用的潜力
了解核糖体的结构和功能有助于开发药物和治疗，例如靶向核糖体的抗生素 和抗癌药物的研发。
核糖体的结构和组成成分
结构
核糖体由大亚基和小亚基组成，两者之间有大量 rRNA和蛋白质部分组成的结构。
组成成分
核糖体的主要组成成分包括核糖体RNA（rRNA）和 蛋白质，它们相互作用形成核糖体的结构。
核糖体的合成过程
1
转录
核糖体RNA在细胞核中由DNA转录而来。
2
修饰
核糖体RNA经过修饰，形成成熟的核糖体RNA。
3
组装
成熟的核糖体RNA与蛋白质组装在一起，形成可功能的核糖体。
核糖体的生物学功能和作用
1 生物学功能
核糖体是蛋白质合成的关键，参与生物学过程和调控细胞功能。
2 作用
核糖体通过读取mRNA的编码信息，将其翻译成蛋白质，实现基因表达。
核糖体与蛋白质合成的关系
密切相关
核糖体是细胞中蛋白质合成的主要场所，直接参与蛋白质的合成过程。
协同作用
核糖体与tRNA、mRNA等分子相互作用，共同实现蛋白质的合成。
速度决定
核糖体的活性和数量直接影响蛋白质合成的速度和效率。
核糖体的生物化学结构与功能
核糖体的生物化学结构与功能核糖体是细胞内的一个重要生物大分子复合体，它扮演着蛋白质合成的关键角色。
核糖体的生物化学结构与功能的研究对于理解细胞生物学和生物化学具有重要意义。
本文将介绍核糖体的生物化学结构和其在蛋白质合成中的功能。
一、核糖体的生物化学结构核糖体是由核糖核酸（rRNA）和蛋白质组成的复合物。
在真核细胞中，核糖体由大的核糖体亚基和小的核糖体亚基组成，它们分别由多个rRNA分子和蛋白质分子组成。
在原核细胞中，核糖体的结构相对简单，只包含一个核糖体RNA(rRNA)和少量蛋白质。
在真核细胞中，大的核糖体亚基包含28S、5.8S和18S rRNA分子。
小的核糖体亚基主要由5S rRNA和一些蛋白质组成。
这些rRNA分子通过碱基配对形成三维空间结构，并与蛋白质相互作用，使核糖体形成特定的构型。
二、核糖体的功能核糖体的功能是通过蛋白质合成来实现的。
蛋白质合成是细胞内重要的生化过程，核糖体作为蛋白质合成的“工厂”，负责合成蛋白质的多肽链。
蛋白质合成的过程可以分为三个主要的阶段：起始、延伸和终止。
在起始阶段，核糖体与起始密码子，即AUG序列结合，并与特定的tRNA结合。
这个起始位置就是新生成的多肽链开始生长的地方。
在延伸阶段，核糖体移动沿mRNA链，每次移动一个密码子，tRNA将相应的氨基酸带入到核糖体的A位与mRNA上下一个密码子配对。
新的氨基酸与前一个氨基酸通过肽键连接，形成多肽链以及越来越长的多肽链。
这一过程反复进行，直到终止阶段。
终止阶段是核糖体停止合成多肽链的阶段。
当核糖体遇到停止密码子（UGA、UAA或UAG）时，合成的多肽链与核糖体分离。
核糖体亚基随即分离并经过一系列过程进行回收和再利用。
三、核糖体的调控核糖体的生物化学结构和功能可以通过多个途径进行调控。
其中，转录后修饰作为主要的调控方式之一，可以通过改变rRNA的化学修饰水平来调节核糖体的翻译活性。
此外，还有一些转录因子和蛋白质可以与核糖体特定亚基结合，从而调节核糖体的组装和功能。
高一生物核糖体知识点
高一生物核糖体知识点生物学中，核糖体是一种位于细胞质内的细胞器，其主要功能是参与蛋白质合成。
核糖体由RNA和蛋白质组成，其中RNA占主导地位。
本文将针对高一生物核糖体的知识点进行详细阐述。
1. 核糖体的结构核糖体由大、小两个亚基组成。
大亚基是较大的亚单位，通常由28S rRNA、5.8S rRNA和5S rRNA以及多个蛋白质组成，而小亚基是较小的亚单位，由18S rRNA和多个蛋白质组成。
两个亚基结合后形成完整的核糖体结构。
核糖体大小亚基之间的结合是通过一些蛋白质桥连接在一起的。
2. 核糖体的功能核糖体是蛋白质合成的主要场所，它参与翻译mRNA上的遗传信息，将其转化为具体的氨基酸序列。
核糖体通过结合mRNA的起始密码子，并沿着mRNA链逐个读取密码子，利用tRNA将特定的氨基酸送到合适的位置上，最终完成蛋白质的合成。
3. 核糖体的组成核糖体主要由rRNA和蛋白质组成。
rRNA（核糖体RNA）是核糖体的主要构成部分，其作用是提供支架结构和催化蛋白质合成的活性中心。
蛋白质则充当核糖体结构的支持者和辅助因子，确保核糖体能够正常运作。
4. 核糖体的生物合成核糖体的生物合成包括转录、加工和组装三个过程。
首先，rRNA基因在细胞核中经过转录产生初级rRNA转录产物，经过后续加工，获得成熟的rRNA分子。
随后，rRNA分子结合蛋白质，形成核糖体的前体颗粒。
这些前体颗粒进一步经过加工和核糖体成熟反应，最终形成功能完整的核糖体。
5. 核糖体的种类核糖体在不同的生物中存在一定的差异，通常通过对rRNA和蛋白质的序列分析可进行分类。
细菌核糖体相对简单，由两个亚基组成，一般表示为70S（50S + 30S）。
真核生物核糖体较为复杂，由四个亚基组成，一般表示为80S（60S + 40S）。
6. 核糖体与生物进化的关系核糖体在生物进化过程中具有高度保守性。
rRNA和蛋白质在不同物种中均具有相似的序列和结构，这表明核糖体在进化中起到了重要的功能和结构保持作用。
细胞生物学--核糖体 ppt课件
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)、
细胞生物学核糖体的结构及功能
文档收集于互联网，已重新整理排版.word版本可编辑，有帮助欢迎下载支持.第十一章核糖体一、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的能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为25—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6X 106个,大肠杆菌中为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1文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.文档收集于互联网，已重新整理排版.word版本可编辑，有帮助欢迎下载支持.异。
一般可分为两大类：80S型和705型。
大亚单位60S真核生物核糖体80S v小亚单位40S大亚单位50S原核生物核糖体70S一小亚单位30S（“S”是沉降系数的衡量单位。
大、小亚单位组成核糖体, 并非由其两者的S值直接相加，这是因为S值变化其实是与颗粒的体积及形状相关的。
核糖体的结构和功能研究
核糖体的结构和功能研究核糖体是细胞内重要的蛋白质复合物，其主要功能是将RNA的信息转化为蛋白质。
其结构研究对生物学研究的深入，甚至还涉及药物开发等重要领域。
在结构方面，核糖体可以分为两种类型：原核生物的70S型核糖体和真核生物的80S型核糖体。
70S型核糖体通常由50S和30S两个亚基组成，而80S型核糖体则由60S和40S两个亚基构成。
这两种亚基的分子量和组成成分也有所区别。
核糖体的主要功能是将RNA的信息转化为蛋白质。
这个过程通常被称为翻译。
过程中，核糖体会将mRNA上的信息进行解码，并且根据编码信息，选择合适的氨基酸加入正在合成的蛋白质链中。
此过程可分为几个步骤：起始，延伸以及终止。
在起始阶段，核糖体通常会附着在mRNA的5'端，并且通过判读到mRNA上的起始密码子(AUG)，确定翻译的起始位置。
一旦起始位置被确定，核糖体便开始往下进行蛋白质的合成。
在延伸阶段，核糖体会根据mRNA上的密码子序列，缩短对应的tRNA。
这样会使得tRNA上的氨基酸与正在合成的蛋白质链中的氨基酸进行结合。
最后，在终止阶段，核糖体会遇到mRNA上的停止密码子，并且在此停止翻译。
这样核糖体就会释放出合成的蛋白质链。
核糖体的研究不仅可以为我们深入了解细胞内基本生物学提供重要帮助，还可以为我们开发新型药物提供新的思路。
例如，一些研究者发现通过研究真菌的核糖体结构，可以为抗生素的研发提供有价值的方向和思路。
不过，尽管核糖体的研究已经有了很多进展，但是我们对于如何细致地描述和解释组装核糖体这一基本过程还知之甚少。
例如，在大多数真核生物中，翻译起始的过程伴随着一系列复杂的特殊过程，这些过程的机制至今尚未完全明确。
因此，研究人员需要持续推进对于核糖体结构和功能的研究，以期进一步探索细胞基础机制的奥妙，并且为我们开展更加深入的生物学研究提供更优秀的科学工具。
总的来说，核糖体对生命的重要性不容忽视。
其结构和功能研究，成为关乎细胞生物学、病毒学和药物研究等领域的关键建设之一。
核糖体的结构和功能
核糖体的结构和功能核糖体是细胞中的重要细胞器，负责蛋白质的合成。
它的结构和功能对于生物体的正常生存和发展至关重要。
本文将介绍核糖体的结构和功能。
一、核糖体的结构核糖体由两个亚单位组成，分别是大亚单位和小亚单位。
大亚单位含有28S和5.8S两种rRNA（核糖核酸）以及约50种蛋白质组成；小亚单位含有18S rRNA和约30种蛋白质组成。
核糖体的两个亚单位通过氢键、离子键和范德华力进行稳定的结合。
大亚单位位于核糖体的胞外表面，小亚单位位于大亚单位的内部，形成了一个具有复杂结构的细胞器。
二、核糖体的功能核糖体的主要功能是蛋白质的合成。
具体来说，核糖体参与了三个主要的生物过程，即转录、转运和翻译。
在转录过程中，核糖体通过识别mRNA（信使RNA）上的起始密码子序列，开始蛋白质的合成。
核糖体将mRNA上的密码子与tRNA （转运RNA）上的反密码子进行互补配对，将氨基酸输送到正在合成的多肽链上。
这个过程是蛋白质合成的起始阶段。
在转运过程中，核糖体负责将合成的多肽链内移，依次识别mRNA 上的下一个密码子，进行蛋白质的延伸。
核糖体通过tRNA将正确的氨基酸输送到多肽链上，并形成新的肽键，使多肽链逐渐延长。
在翻译过程中，核糖体不断移动，将合成的多肽链向外释放，直到遇到终止密码子为止。
这个过程被称为终止子识别。
核糖体解离，蛋白质合成完成。
三、核糖体的调控核糖体的结构和功能受多种因素的调控。
其中，转录因子是参与核糖体调控的重要因素之一。
转录因子可以通过结合到核糖体的不同区域，调节核糖体的形状和活性。
此外，核糖体的合成和组装也受到一系列调控机制的控制。
这些调控机制包括转录后修饰、rRNA的加工、前体rRNA的稳定性等。
这些调控机制确保核糖体能够正常地参与蛋白质的合成过程，从而维持生物体的正常功能。
结论总的来说，核糖体的结构和功能对于生物体的正常运作至关重要。
核糖体通过参与蛋白质的合成过程，从转录到转运、再到翻译，确保了生物体内蛋白质的正常合成。
医学细胞生物学-第六章核糖体
GDP
Pi
步骤一：肽链合成的起始
步骤二：肽链的延长
步骤三：肽链延长的终止
U A G 5' 3' COO-
第四节 核糖体的解离及自我组装
10mmol/L＜
Mg2+对核糖体组装的影响 ＜1mmol/L
二、核糖体的解离与自我组装
尿素
尿素
核糖体的整体组装
小亚基
16S rRNA
+
21种蛋白质
S3、S10、S14
在核糖体组装中起重要作用
是多肽链的起始部位
缺失时翻译错误增加
与mRNA结合
与链霉素结合
与tRNA结合
密码阅读位点
L17、L19
位于出口域
其它L
位于翻译域
PART 02
第三节 核糖体的功能
核糖体的功能
携带遗传密码、指导蛋白质合成 阅读遗传密码，携带氨基酸进行蛋白质合成
小亚基的功能
第六章 核糖体(ribosome)
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，请尽量言简意赅的阐述观点。
STEP3
STEP2
STEP1
1897年，首次观察到核糖体，当时被称为核外染色质。
1955年，Palade用电镜观察到腺细胞的核糖体，当时被称为“Palade颗粒”。
1958年，Roberts提出用“ribosome”来命名核糖体，ribosome是核糖核蛋白体的意思，中文简称核糖体。
核糖体的在体组装
游离核糖体的解聚与附着核糖体的脱落均可被视为蛋白质合成降低或终止的一个形态指标；
01
随红细胞的成熟，多聚核糖体会逐渐解聚，直至消失；
02
细胞在有丝分裂阶段，多聚核糖体解聚，蛋白质合成下降。
细胞生物学 第七章 核糖体
L11-rRNA复合物的三维结构 复合物的三维结构 (引自Porse et.al.,1999)
三、 细菌核糖体的分离和重组
1.分离 细菌的70s核糖体，含有二个亚单位，它们的漂浮 单位分别为50s和30s，都含有RNA和蛋白质。这些 RNA和蛋白质都可分离，其步骤如下： （1）在离心的溶液中Mg2＋的浓度降低到1mmol/L以 下就可把70s核糖体（单体）分裂成50s和30s大小 两个亚单位； （2）将收集的亚单位在氯化铯溶液中离心，就可分 裂为分裂蛋白质和核心（由RNA和蛋白质组成）， 核心的漂浮单位分别为40s和23s。这些核心没有合 成蛋白质的能力，但还可进一步分离；
第七章 核糖核蛋白体 （ribosome） ）
核糖体颗粒存在于所有类型的活细胞中，游离在 细胞质中或附着在粗糙型内质网上，特别在快速增殖 的细胞中含量更多。也存在于细胞核、线粒体和叶绿 体内。 在真核细胞中很多核糖体附着在内质网的膜上， 称为附着核糖体，它与内质网形成复合细胞器，即粗 面内质网。在原核细胞质膜内侧也常有核糖体着附。 还有一些核糖体不附着在膜上，呈游离状态，分 布在细胞质基质内，称游离核糖体。附着在内质网膜 上的核糖体与游离核糖体所合成的蛋白质种类不同， 但核糖体的结构与化学组成是完全相同的。
在正常生长的细胞中，大多数的核糖体 担负着蛋白质的合成任务，它们经常丛集或 串联在一起，由一条宽度为1nm的mRNA 细 线贯通着。这些聚集的核糖体叫做多核糖体。 一个多核糖体由5－6个核糖体串联而成，也 可多至50个以上。
二、
核糖体的结构与组成
核糖体是无膜的细胞器，主要成分是蛋白 质与RNA。核糖体的RNA称为rRNA，约占 60%，蛋白质约占40%，蛋白质分子主要分布 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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第十一章核糖体
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的能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
一般直径为25—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，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，大肠杆菌中为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”是沉降系数的衡量单位。
大、小亚单位组成核糖体，并非由其两者的S值直接相加，这是因为S值变化其实是与颗粒的体积及形状相关的。
）
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则较小且多变，例如哺乳动物的线粒体核糖体是55S，但一般仍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r蛋白和rRNA，极少或无脂类。
70S型核糖体之中，r蛋白: rRNA约1 : 2 ；而在80S型核糖体之中，r蛋白: rRNA约1 : 1 。
核糖
体来源核糖体
大亚
单位
小亚
单位
rRNA r蛋白数量
大亚单位
小亚
单位
大亚
单位
小亚
单位
真核细
胞原核细胞线粒体80S
70S
55S
60S
50S
35S
40S
30S
25S
28S+5S+5.8S
23S+5S
21S+5S
18S
16S
12S
49
31
-
33
21
-
70S和80S型核糖体都含有5S rRNA，其结构大小十分接近，都由120或121个核苷酸组成。
这表明古核生物、原核生物和真核生物在进化上的亲缘关系，它是残存在生物体
内的“分子化石”。
80S型核糖体还含有真核生物特有的5.8S rRNA，它是以氢键与28S rRNA相结合，并也可解离。
2.核糖体蛋白质类型
真核细胞核糖体大亚单位有49种(L1—L49)的r蛋白，小亚单位有33种(S1—S33)的r蛋白。
原核细胞核糖体大亚单位有31种(L1—L31)的r蛋白，小亚单位有21种(S1—S21)的r蛋白。
rRNA在核糖体亚单位内部构成特定的臂环结
构，而r蛋白却按不同层
次先后地与rRNA联结组
装。
(三)核糖体结构
1.核糖体的外部构型
以前描述核糖体是由一大
一小的亚单位组成“不倒
翁”形，现已知这两个亚单位其实是呈“无指手套”状弯曲
不规则形。
结合时，大/小单位以其之间凹槽构成能让mRNA穿过的通道，而大亚单位内部还有一条垂直于该通道的隧道（肽通道），新合成的多肽链则由此隧道穿出，故保护了多肽链不被蛋白质水解酶所降解。
2.核糖体的活性部位
有6个与蛋白质合成功
能相关的结合位点与催
化位点
⑴与mRNA的结合位
点；
(2)与新掺入的氨酰—
tRNA的结合位点—氨酰
基位点，A位点：
(3)与延伸中的肽酰—tRNA结合位点—肽酰基位点，P位点；
(4)肽酰转移后即将释放的tRNA结合位点，E位点；
(5)使肽酰tRNA从A位点移到P位点的移位酶(即延伸因子EF—G)的结合位点；
(6)肽酰转移酶的催化位点。
rRNA在核糖体进行蛋白质合成中的主要功能是：
(1)具有肽酰转移酶的活性
(2)为tRNA提供结合位点(A位点，P位点和E位点)；
(3)为多种蛋白质合成因子提供结合位点；
(4)在合成起始及肽链延伸中与mRNA结合。
r蛋白的功能推测是：
(1)促进rRNA折叠成有功能的三维结构；
⑵对核糖体构象变化有调控作用。
二、多聚核糖体与蛋白质合成
（一）多聚核糖体
由多个甚至几十个核糖体串联在一条mRNA上,高效地进行多肽链合成。
每条多聚核糖体上所具有的核糖体数目取决于mRNA的长度，即mRNA越长，串上的核糖体就越多。
多
肽链合成速率的高低与结合在mRNA上的核糖体数目成正比。
真核细胞中，多聚核糖体通常是附着于内质网膜外，或游离在细胞质基质中（可能是附着在细胞骨架上），这是对mRNA高效利用和对多肽链合成数量调控的最佳方式。
（二）核糖体上蛋白质合成的基本环节（以原核细胞为例）1.mRNA与核糖体小亚单位结合，甲酰甲硫氨酸—tRNA的反密码子与mRNA的起始密码子配对；
2.核糖体大亚单位与小亚单位结合，GTP水解供能，使甲酰甲硫氨酸—tRNA占据P位点；
3.新的氨酰—tRNA反密码子与mRNA上密码子靠拢，GTP 水解供能，帮助其进入A位点与密码子配对；
4.由肽酰转移酶催化，GTP供能，使P位的甲酰甲硫氨酸与A位的氨基酸连成肽链；
5.肽酰—tRNA从A位转移到P位上，A位点空出，同时原处P位的空载tRNA移至E位释放；
6.核糖体沿mRNA5’→3’相对移动一个密码子，A位再次安置一个氨酰—tRNA；
7.重复多次发生向P位移位。
肽链随之不断延伸；
8.mRNA上暴露出终止密码，蛋白质合成终止，多肽链脱离核糖体，其大、小亚单位解聚分离。
(三)核糖体的分离和重组
以生化实验技术，可在体外条件下将核糖体中的r RNA和r蛋白全部分离提纯，这些分离后的组分若将其混合，在无细胞结构的条件下，它们能自行装配形成。
如果再对这样重建的核糖体，提供适宜的工作条件(包括mRNA、tRNA、能量、氨基酸和辅助因子等)，它们就又能有活性地合成多肽链。
这种重组现象称为“自组装”。
核糖体是一种典型的自组装结构。
在其自组装过程中,有一些r蛋白是直接与rRNA 结合，称为初级结合蛋白；而另有些蛋白却不直接与rRNA 结合，则是与初级结合蛋白相结合的次级结合蛋白，也就是说核糖体上的蛋白质装配是有一定顺序和规律的。
此外，还已知如下特点：
1.大、小亚单位的r蛋白都有专一性结合特性。
即细菌大亚单位的r蛋白是专门与23S rRNA相结合，而小亚单位的r 蛋白却专门与16S rRNA相结合；
2.细菌核糖体小亚单位的蛋白质无种族特异性。
即由不同细菌种群所提取的小亚单位的r蛋白和rRNA可随机混合，均能装配成有功能的30S小亚单位，这说明原核生物核糖体的进化保守性；
3.原核生物和真核生物核糖体的亚单位彼此不同，二者组装的杂交核糖体是不能合成蛋白质的；
4.大肠杆菌与玉米叶绿体的核糖体极为相似，可相互交换亚单位，仍具有合成功能；
5.线粒体的核糖体与原核生物的差异较大，若将它们的亚单位相互交换，其杂交核糖体无功能。
三、RNA在生命起源中的地位
具有催化作用的一系列RNA，统称核酶(ribozyme)。
例如
rRNA已知具肽酰转移酶活性。
∵推测原始生命体中的起始生物大分子，应既有遗传信息载体的功能又有酶催化的功能，又∵DNA只有其功能一而无其二，蛋白质则有其二而无其一，现已知仅RNA是两种功能皆有，∴推论认为RNA 是地球生命起源中的最早生物大分子。
在漫长的进化过程中，DNA与蛋白质逐渐大量替代了RNA起初的遗传信息载体与催化的原始功能，才最终演变成当今细胞内的遗传信息系统。