核糖体和核酶.pptx

1OUTLINEOUTLINE核糖体结构、基本类型核糖体结构、基本类型类型与化学组成类型与化学组成多多聚聚核核糖糖体体与与蛋蛋白白质质的的合成合成RNA与生命起源与生命起源第第1页页/共共20页页2一、核糖体结构、基本类型与化学核糖体结构、基本类型与化学组成组成核糖体是细胞内一种核糖核蛋白颗粒核糖体是细胞内一种核糖核蛋白颗粒,是是细胞内合成蛋白质的细胞器。细胞内合成蛋白质的细胞器。核糖体的主要成分是核糖体核糖体的主要成分是核糖体RNA(rRNA),RNA(rRNA),占占60%,60%,蛋白质蛋白质(r(r蛋白质蛋白质),),占占40%40%。第第2页页/共共20页页3核核糖糖体体的的形形态态结结构构?第第3页页/共共20页页4核糖体的类型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:沉沉降降系系数数为为70S70S，分分子子量量为为2.5x102.5x106 6,由由50S50S和和30S30S两个亚基组成。两个亚基组成。图图真核细胞的核糖体真核细胞的核糖体:沉沉降降系系数数是是80S80S，分分子子量量为为2.5x102.5x106 6,由由60S60S和和40S40S两个亚基组成。两个亚基组成。第第4页页/共共20页页5核核糖糖体体的的大大小小亚亚基基第第5页页/共共20页页6各种来源的核糖体亚基组成各种来源的核糖体亚基组成 来源来源 完整核糖体完整核糖体 核糖体亚基核糖体亚基 核糖体核糖体RNAsRNAs 细胞质细胞质 80S 60S(80S 60S(大亚基大亚基)28S,5.8S,5S)28S,5.8S,5S(真核生物真核生物)40S()40S(小亚基小亚基)18S)18S 细胞质细胞质 70S 50S(70S 50S(大亚基大亚基)23S)23S，5S5S(原核生物原核生物)30S()30S(小亚基小亚基)16S)16S 线粒体线粒体 55-60S 45S(55-60S 45S(大亚基大亚基)16S)16S(哺乳动物哺乳动物)35S()35S(小亚基小亚基)12S)12S 线粒体线粒体 75S 53S(75S 53S(大亚基大亚基)21S)21S(酵母酵母)35S()35S(小亚基小亚基)14S)14S线粒体线粒体 78S 60S(78S 60S(大亚基大亚基)26S)26S，5S5S(高等植物高等植物)45S()45S(小亚基小亚基)18S)18S 叶绿体叶绿体 70S 50S(70S 50S(大亚基大亚基)23S)23S，5S5S 30S(30S(小亚基小亚基)16S)16S第第6页页/共共20页页7核糖体的化学组成核糖体的化学组成第第7页页/共共20页页8核糖体蛋白（核糖体蛋白（r r蛋白质）与蛋白质）与rRNArRNA的功能的功能 核糖体上具有一系列与蛋白质核糖体上具有一系列与蛋白质 合成有关的合成有关的结合位点与催化位点结合位点与催化位点第第8页页/共共20页页9核糖体的功能位点核糖体的功能位点?第第9页页/共共20页页10与与mRNA的结合位点的结合位点与与新新掺掺入入的的氨氨酰酰-tRNA的的结结合合位位点点氨氨酰酰基基位位点点，又又称称A位位点点与与延延伸伸中中的的肽肽酰酰-tRNA的的结结合合位位点点肽肽酰酰基基位位点点，又又称称P位位点点肽酰转移后与即将释放的肽酰转移后与即将释放的tRNA的结合位点的结合位点E位点位点(exit site)与肽酰与肽酰tRNA从从A位点转移到位点转移到P位点有关的转移酶位点有关的转移酶 (即延伸因子即延伸因子EF-G)的结合位点的结合位点肽酰转移酶的催化位点肽酰转移酶的催化位点与蛋白质合成有关的其它起始因子、延伸因子和与蛋白质合成有关的其它起始因子、延伸因子和 终止因子的结合位点终止因子的结合位点 第第10页页/共共20页页11在核糖体中在核糖体中rRNArRNA是起主要作用的结构是起主要作用的结构成分成分具有肽酰转移酶的活性；具有肽酰转移酶的活性；为为tRNA提供结合位点提供结合位点(A位点、位点、P位点和位点和E位点位点)；为多种蛋白质合成因子提供结合位点；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在蛋白质合成起始时参与同mRNA选择性地结选择性地结 合以及在肽链的延伸中与合以及在肽链的延伸中与mRNA结合；结合；核糖体大小亚单位的结合、校正阅读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无意义链或框架漂移的校正、以及抗菌素的作用等 都与都与rRNA有关。有关。第第11页页/共共20页页12r r蛋白质的主要功能蛋白质的主要功能对对rRNA 折叠成有功能的三维结构是十分重要的；折叠成有功能的三维结构是十分重要的；在蛋白质合成中在蛋白质合成中,某些某些r蛋白可能对核糖体的构象蛋白可能对核糖体的构象 起起“微调微调”作用；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,核核 糖体蛋白与糖体蛋白与rRNA共同行使功能。共同行使功能。第第12页页/共共20页页13二、多聚核糖体与蛋白质的二、多聚核糖体与蛋白质的合成合成蛋白质正在合成时的一种状态。蛋白质正在合成时的一种状态。第第13页页/共共20页页14多多聚聚核核糖糖体体第第14页页/共共20页页15多聚核糖体多聚核糖体 概念概念 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甚至几十个核糖体串连在一条mRNA分子上高效地进行肽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。的聚合体称为多聚核糖体。多聚核糖体的生物学意义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细胞内各种多肽的合成，不论其分子量的大小 或是或是mRNA的长短如何，单位时间内所合成的的长短如何，单位时间内所合成的 多肽分子数目都大体相等。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。第第15页页/共共20页页16第第16页页/共共20页页17三、三、RNA在生命在生命起源中的地位及起源中的地位及其演化过程其演化过程第第17页页/共共20页页18生命是自我复制的体系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。可能是生命起源中最早的生物大分子。核酶核酶(ribozyme)：具有催化作用的：具有催化作用的RNA。由由RNA催化产生了蛋白质催化产生了蛋白质 第第18页页/共共20页页19DNA代替了代替了RNA的遗传信息功能的遗传信息功能 DNA双链比双链比RNA单链稳定；单链稳定；DNA链链中中胸胸腺腺嘧嘧啶啶代代替替了了RNA链链中中的的尿尿嘧嘧啶啶，使之易于修复。使之易于修复。第第19页页/共共20页页20蛋白质取代了绝大部分蛋白质取代了绝大部分RNA酶的功能酶的功能蛋白质化学结构的多样性与构象的多变性；蛋白质化学结构的多样性与构象的多变性；与与RNA相相比比，蛋蛋白白质质能能更更为为有有效效地地催催化化多多种种生生化化反反应应，并并提提供供更更为为复复杂杂的的细细胞胞结结构构成成分分，逐逐渐渐演演化成今天的细胞。化成今天的细胞。第第20页页/共共20页页