核糖体

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5´
3´
复制起始点
5 3
复制起始点 复制叉 复制叉

3 5
岗崎片段
ຫໍສະໝຸດ Baidu3 5
5 3
RNA引物 后导链（延迟链）
3 先导链 5
3 5
外显子 1 外显子 2 外显子 3
外显子 3

mRNA的加工过程
mRNA
DNA
鸡卵清蛋白成熟mRNA与DNA杂交电镜图
CH3 ︱
5′— 5′ (二)戴帽：首先，RNA5’端起始核苷酸的P 与鸟苷三磷酸形成5’－5’键。
然后，在鸟苷酸7位N上甲基化，完成戴帽 (帽O)
在真核生物中、下一个Ａ的 2’ － 0 位甲基 化，形成帽1。
核糖体 (Ribosome)
全称为核糖核蛋白体，是一种颗粒状 细胞器，是蛋白质合成的场所。哺乳动物 除成熟的红细胞外，所有的细胞都含有核 糖体。
一、核糖体的化学组成
主要是RNA和蛋白质。 r蛋白质：40%，核糖体表面 rRNA: 60%,，核糖体内部
编码rRNA的基因称rDAN。
二、核糖体的一般特征
tRNA的加工
* tRNA的三级结构 —— 倒L形 * tRNA的功能 活化、搬运氨基 酸到核糖体，参与蛋 白质的翻译。
rRNA的加工
核仁内

45S rRNA
酶切
5.8S rRNA 18S rRNA 28S rRNA
核仁外区域
5S rRNA在核仁外区域rRNA基因转录合成
核蛋白体RNA的结构与功能
转录
5 hnRNA 3
（ E1 ）
1
外显子 1
内含子1（I1） 30
外显子 2 外显子 3 （E2） 内含子2（I2） （E3）
31 104 105
AATAAA
回文顺序
146

加工
mGmG
带帽
剪接
加尾
3
5
成熟的mRNA
（ E1 ）
1
外显子 1
AATAAA AATAAA 内含子 1（ I1） （E2） 内含子 （I2） 回文顺序 A （E （E32 ） （E3） AAAAAAAAAAAA 1） 30 1 30 31 104 105 146 105 146
：保证真核细胞内线 端粒酶（端粒末端转移酶） 性DNA的复制进行得 彻底和完善。
真核细胞DNA复制特点：




1. 碱基互补配对 2. 半保留复制 3. 复制的方向性 4. 复制是不连续的 复制子(replicon) , 复制叉（replication fork) 先行链和后随链 冈崎片段 5. 多个复制子双向复制 6.复制的不同步性 7.复制的引物：RNA 片段
前导区 非编码区
尾部区
启动子
调控区
增强子
终止子
（一）、转录transcrpition
转录 ： 指DNA合成RNA的过程（ DNA 分子的3‘ 5’为 模板链也叫反编码链； 5‘ 3’链叫编码链）。
转 录 产 物
转运RNA(tRNA) 信息RNA(mRNA) 核糖RNA(rRNA)
核仁以外的常染色质 转录的。 5.8S、18S、28SrRNA由 核仁内的常染色质转录， 5SrRNA由核仁以外常染 色质转录
（一）核糖体的形态结构
在电镜下，是电子密度较高的圆形或椭圆形致密小颗粒， 直径15~30nm。每个核糖体由大、小两个亚基组成。

大亚基侧面观略呈 圆锥形，在一侧伸 出三个突起。

小亚基侧面观呈 弧形
真核细胞核糖体
原核细胞核糖体
mRNA

在大亚基的中央还有一与其底面相垂直的中 央管。在蛋白质合成时，新生的多肽链经中 央管通过ER膜进入ER腔中。
* rRNA的结构
* rRNA的功能 参与组成核蛋白 体，作为蛋白质生物 合成的场所。
* rRNA的种类（根据沉降系数）
真核生物
5S rRNA 28S rRNA 5.8S rRNA 18S rRNA
原核生物
5S rRNA 23S rRNA 16S rRNA
逆转录
（二）、遗传信息的翻译

携带某种遗传信息的mRNA转录出来后 经加工剪接,从细胞核进入细胞质,再与核 糖体大、小亚基以及甲硫氨酸tRNA结合 形成起始复合体, 蛋白质合成开始
5´
3´
解链酶
SSB SSB
解链酶
解链酶
解链酶
SSB SSB
I和连接酶 3´ 3´ DNA聚合酶 3 ´ 5 ´ 5´ 5´ ´ 5´ 3
5´
5´
阶段一
阶段二
阶段三
阶段四
端粒酶的催 化延长作用
爬 行 模 型
DNA聚合酶复制子链
进一步加工
二. 基因的表达
外显子：具有编码意义 编 码 区 内含子：无编码意义 结构基因
DNA复制过程显示复制的不连续性、先行链和后随链
5’ 3’
O O P OOHO
3’ 5’
DNA连接酶
ATP
ADP
5’ 3’
O O P OO-
3’
5’
DNA复制 ＤＮＡ连接酶
+Mg2+ -Mg2+ +Mg2+ -Mg2+
60S 40S
80S
120S
三、核糖体的类型
根据核糖体的来源和沉降系数不同，分为三类

原核细胞核糖体：70S 大亚基50S，由23S、5S rRNA和32(34)种蛋白质组成。 小亚基30S，由16S rRNA和21种蛋白质组成。 真核细胞核糖体：80S 大亚基60S，由28S、5S 、5.8S rRNA和约49种蛋白质组成。 小亚基40S，由18S rRNA和33种蛋白质组成。 真核细胞器核糖体： 线粒体：55~88S，不同来源的Mi，核糖体的大小不同 动物线粒体内的核糖体：55~60S 高等植物细胞线粒体的核糖体：77~80S
（semi-conservative replication)
1
解旋2条单链
分别以2条单链为模板按碱基配
2
对原则形成与亲代DNA分子相同 的两条子链。每条子链中一条 多核苷酸链是亲代DNA分子即模 板链，另一条是互补合成的。
DNA复制所需的原料、引物、酶和某些蛋白 原料: dNTP (dATP, dTTP, dGTP, dCTP) DNA复制所需的引物
翻译
Protein
蛋白质翻译后修饰

基因2.5万 ↓ 蛋白质20万→200万之间
在真核细胞内迄今已发现200种 以上的蛋 白质修饰方式。
蛋白质翻译后修饰方式：
蛋白质的糖基化 蛋白质的磷酸化：调解蛋白质活性的方式 蛋白质的泛素化：共价修饰蛋白质，调节基因 表达、染色质结构、信号转导、基因组损伤修 复 蛋白质的去乙酰化：调节系列蛋白的功能 蛋白质的羟基化 蛋白质的氧化 ……
40S
mRNA
aa 60S
tRNA
中央管

核糖体的功能定位：
mRNA
T 因子 P G A
3'
A位：氨酰tRNA结合位置 P位：肽酰tRNA结合位置 转肽酶位又称为T因子 GTP酶位
5'
核糖体的聚合和解聚

核糖体的大、小亚基间可因环境条件及生理状态的改 变而发生聚合和解离。
Mg2+为聚合的粘聚物，对核糖体大、小亚基的聚合有较大 影响。 [Mg2+]<1mM时，大、小亚基解离； [Mg2+]1~10mM时，大、小亚基聚合成单核糖体； [Mg2+]>10mM时，两个单核糖体聚合成二聚体。
• (4) 、 DNA 连接酶 : 连接 DNA 链 3-OH 末端和相邻 DNA 链 5-P 末端，使二者生成磷酸二酯键，从而把两段相邻的DNA链
连接成一条完整的链。在复制中起最后接合缺口的作用。 •在DNA修复、重组及剪接中也起缝合缺口作用。也是基因
工程的重要工具酶之一。
•(5)、单链DNA结合蛋白（SSB）:与被解开的DNA单链
•RNA引物：长度一般为4~12个核苷酸。引物的出现可能 提高DNA复制的无差错性,为DNA聚合酶提供3，-OH
DNA复制所需的酶和蛋白质
•(1)、DNA聚合酶：作用是将脱氧核苷酸连接成DNA。
•(2)、RNA聚合酶：催化RNA引物的合成。
•(3)、 DNA解链酶：解开DNA双链。解链时需ATP供能。
转 粗转录阶段 录 的 阶 段 加工阶段
参与转录的物质
原料: NTP (ATP, UTP, GTP, CTP)
模板: DNA 酶: RNA聚合酶(RNA polymerase, RNA-pol)
其他蛋白质因子
真核细胞的转录酶系统
RNA聚合酶Ⅰ：45srRNA，最终转录产物是 18s、28s、5.8s rRNA。 RNA聚合酶Ⅱ：hnRNA(核不均一RNA），最 终转录产物是mRNA。 RNA聚合酶Ⅲ：tRNA前体和5SrRNA, 最终产物 是tRNA和5srRNA

5

DNA
CAAT框
RNA聚合酶结合 控制转录频率
3
AATAAA
TATA框
RNA聚合酶结合 决定转录起始点

外显子 1 外显子 2 外显子 3 内含子 1 （ I ） 内含子 2 （ I ） （ E1 ） （ E2 ） （ E3 ） 1 2
1 30 31 104 105
回文顺序
146

DNA含量增加一倍。
DNA复制的基本形式和过程
半保留复制
T—A T—A
G—C C—G A—T A-T A-T A—T C—G G—C G-C T—A A TT T—A A T A A A-T A -T T A—G T C G—C G C G—C C—G G CC G — G C—C G A—T C — G T A— A-T A—TT A AT T A-T T A A-TA A T T A-T A-T A A A-T A — T TT A—A TT A— C C—G C—G G C—G G G—C C G—C G— C C C G C G G— CG C G—C G—C


根据在细胞中存在的情况分为：
游离核糖体、附着核糖体 多聚核糖体
核糖体的功能
游离核糖体：合成细胞自身的结构
蛋白以及催化各种生化反应的酶蛋 白；血红蛋白；肌动蛋白和肌球蛋 白
附着核糖体：合成外输性蛋白、溶酶 体酶蛋白、膜镶嵌蛋白
细胞内蛋白质的生物合成
一、 DNA的复制
DNA复制(replication ): DNA分子合成一 个与自己相同的DNA分子的过程。其结果
结合，使其不再缠结而便于作模板——去螺旋稳定蛋白
（HDP)。
与 复 制 有 关 的 另 外 两 种 酶
拓扑异构酶
拓扑异构酶I ：切断DNA双链中的 一股,使DNA解链旋转 时不致缠结，待张力解 除后又把切口封闭。 拓扑异构酶II ：稳定螺旋结构；当 复制完毕时，使着丝 粒处连锁着的两个 DNA分子分离。
1.遗传密码表The Genetic Code
2.蛋白质合成的起始 Protein Synthesis
氨基酸的活化：氨酰基—tRNA的形成
tRNA-氨酰基活化酶
氨基酸
ATP ADP
氨酰基—tRNA
3、肽链合成的开始
3.肽链合成的延伸
4.蛋白质合成的终止
中心法则
转录
DNA
逆转录
RNA