细胞生物学--核糖体 ppt课件
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沉降系数是80S，分子量为3.9～4.5x103 kDa, 60S和40S两个亚基组成。
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)、
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。
16
遗传信息的流动方向
17
6Байду номын сангаас3 核糖体与蛋白质合成
❖6.3.1 真核细胞的基因结构及功能 ❖6.3.1.1 基因的结构 ❖ 大多数真核生物基因由编码序列和非编码序列两
部分组成，编码序列在DNA分子中是不连续的， 被非编码序列隔开，形成镶嵌排列的断裂形式， 因此称为割裂基因或断裂基因(split gene)。 ❖ 真核细胞的结构基因一般包括转录区、侧翼序列 两部分。
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)
15
核糖体的功能
合成蛋白质的机器 [ 游离于胞质中的核糖体合成细胞本身所需结
构蛋白，如细胞内代谢酶、红细胞内血红蛋 白、肌细胞的肌动蛋白等。 [ 附着于内质网上的核糖体合成分泌蛋白，如 激素、抗体、酶类等， 溶酶体酶也是附着核 糖体合成的。
24
❖1954年，物理学家George Gamov根据在DNA中 存在四种核苷酸，在蛋白质中存在二十种氨基酸 的对应关系 ，提出三个核苷酸为一个氨基酸编码 是最理想的。因为在有四种核苷酸的条件下，64 （43=64）是能满足为20种氨基酸编码的最小数， 这也符合生物体在亿万年进化过程中形成的和遵 循的经济原则 。
13
6.2.2 核糖体与蛋白质合成有关的活性部位
❖ ①mRNA结合部位 ❖ ②A部位(受体部位） ❖ ③肽基转移酶位 ❖ ④GTP酶位 ❖ ⑤P部位（供体部位） ❖ ⑥E部位
14
4个与RNA结合的位点 一个是mRNA结合，另三 个与tRNA结合
与mRNA的结合位点 与新掺入的氨酰-tRNA的结合位
18
转录区
❖ 转录区中含有若干段编码序列和非编码序列， 编码蛋白质的序列称为外显子（exon）。非编 码的间隔序列称为内含子（intron）。
19
侧翼序列
❖ 转录区的两侧都有一段不被转录的序列，称为侧翼序列。侧 翼序列上有一系列调控序列，对基因的有效表达起着调控作 用。这些结构包括启动子（promoters）、增强子 （enhance）、沉默子（silencer）和终止子（terminator） 等。
20
蛋白质的生物合成
❖ 蛋白质生物合成又称翻译（translation）， 是指由RNA参与的蛋白质生物合成的过 程，它将核酸的碱基序列转变为蛋白质 中的氨基酸序列。
21
22
❖ 参与翻译的RNA分子有tRNA、rRNA和 mRNA。tRNA的功能是转运氨基酸，rRNA 与多种蛋白质组成核糖体作为翻译进行的场 所，mRNA作为翻译的模板。
第六章 第2节 核糖体
1
6.1 核糖体的类型和化学成分 6.2 核糖体的结构和功能部位 6.3 核糖体与蛋白质合成
2
6.1.1 核糖体的类型
按存在的生物类型分两种类型核糖体: ◆原核细胞的核糖体:
沉降系数为70S，分子量为2.5x103 kDa, 50S和30S两个亚基组成。 ◆真核细胞的核糖体:
7
6.2 核糖体的结构和功能部位
6.2.1 核糖体的结构
8
核糖体的存在形式 ❖游离核糖体： 细胞质基质 ❖ 附着核糖体（膜结合核糖体）：内质网的外表面
9
细胞质中游离的核糖体在蛋白质合成时常常是多个核糖体结 合在一条mRNA分子上，形成多聚核糖体（polyribosome）, 可以进行连续的转录。
10
多聚核糖体(polyribosome或polysome)
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 生物学意义
不 论 其 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。
类型:70S的核糖体（原核细胞） 80S的核糖体（真核细胞）
4
真核与原核细胞质核糖体大小不同：
80S
70S
55S
真核细胞的 细胞质核糖体
原核细胞的 细胞质核糖体
线粒体核糖体
5
6.1.2 核糖体的化学组成
核蛋白颗粒（RNP): rRNA (60%) +蛋白质(40%)
6
rRNA分子部分碱基配对形成许多短的双链区，并形成螺旋 状，非配对区形成环状或泡状；共同折叠成复杂的三维结 构，组成核糖体骨架。
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。
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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。
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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)、
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。
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遗传信息的流动方向
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6Байду номын сангаас3 核糖体与蛋白质合成
❖6.3.1 真核细胞的基因结构及功能 ❖6.3.1.1 基因的结构 ❖ 大多数真核生物基因由编码序列和非编码序列两
部分组成，编码序列在DNA分子中是不连续的， 被非编码序列隔开，形成镶嵌排列的断裂形式， 因此称为割裂基因或断裂基因(split gene)。 ❖ 真核细胞的结构基因一般包括转录区、侧翼序列 两部分。
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)
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核糖体的功能
合成蛋白质的机器 [ 游离于胞质中的核糖体合成细胞本身所需结
构蛋白，如细胞内代谢酶、红细胞内血红蛋 白、肌细胞的肌动蛋白等。 [ 附着于内质网上的核糖体合成分泌蛋白，如 激素、抗体、酶类等， 溶酶体酶也是附着核 糖体合成的。
24
❖1954年，物理学家George Gamov根据在DNA中 存在四种核苷酸，在蛋白质中存在二十种氨基酸 的对应关系 ，提出三个核苷酸为一个氨基酸编码 是最理想的。因为在有四种核苷酸的条件下，64 （43=64）是能满足为20种氨基酸编码的最小数， 这也符合生物体在亿万年进化过程中形成的和遵 循的经济原则 。
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6.2.2 核糖体与蛋白质合成有关的活性部位
❖ ①mRNA结合部位 ❖ ②A部位(受体部位） ❖ ③肽基转移酶位 ❖ ④GTP酶位 ❖ ⑤P部位（供体部位） ❖ ⑥E部位
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4个与RNA结合的位点 一个是mRNA结合，另三 个与tRNA结合
与mRNA的结合位点 与新掺入的氨酰-tRNA的结合位
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转录区
❖ 转录区中含有若干段编码序列和非编码序列， 编码蛋白质的序列称为外显子（exon）。非编 码的间隔序列称为内含子（intron）。
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侧翼序列
❖ 转录区的两侧都有一段不被转录的序列，称为侧翼序列。侧 翼序列上有一系列调控序列，对基因的有效表达起着调控作 用。这些结构包括启动子（promoters）、增强子 （enhance）、沉默子（silencer）和终止子（terminator） 等。
20
蛋白质的生物合成
❖ 蛋白质生物合成又称翻译（translation）， 是指由RNA参与的蛋白质生物合成的过 程，它将核酸的碱基序列转变为蛋白质 中的氨基酸序列。
21
22
❖ 参与翻译的RNA分子有tRNA、rRNA和 mRNA。tRNA的功能是转运氨基酸，rRNA 与多种蛋白质组成核糖体作为翻译进行的场 所，mRNA作为翻译的模板。
第六章 第2节 核糖体
1
6.1 核糖体的类型和化学成分 6.2 核糖体的结构和功能部位 6.3 核糖体与蛋白质合成
2
6.1.1 核糖体的类型
按存在的生物类型分两种类型核糖体: ◆原核细胞的核糖体:
沉降系数为70S，分子量为2.5x103 kDa, 50S和30S两个亚基组成。 ◆真核细胞的核糖体:
7
6.2 核糖体的结构和功能部位
6.2.1 核糖体的结构
8
核糖体的存在形式 ❖游离核糖体： 细胞质基质 ❖ 附着核糖体（膜结合核糖体）：内质网的外表面
9
细胞质中游离的核糖体在蛋白质合成时常常是多个核糖体结 合在一条mRNA分子上，形成多聚核糖体（polyribosome）, 可以进行连续的转录。
10
多聚核糖体(polyribosome或polysome)
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 生物学意义
不 论 其 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。
类型:70S的核糖体（原核细胞） 80S的核糖体（真核细胞）
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真核与原核细胞质核糖体大小不同：
80S
70S
55S
真核细胞的 细胞质核糖体
原核细胞的 细胞质核糖体
线粒体核糖体
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6.1.2 核糖体的化学组成
核蛋白颗粒（RNP): rRNA (60%) +蛋白质(40%)
6
rRNA分子部分碱基配对形成许多短的双链区，并形成螺旋 状，非配对区形成环状或泡状；共同折叠成复杂的三维结 构，组成核糖体骨架。