1. 核糖体(riboso me)
核糖体是细胞内一种核糖核蛋白颗粒(ribonucleoprotein particle), 其惟一功能是按照mRNA的指令将氨基酸合成蛋白质多肽链,所以核糖体是细胞内蛋白质合成的分子机器。
按核糖体存在的部位可分为三种类型:细胞质核糖体、线粒体核糖体、叶绿体核糖体。按存在的生物类型可分为两种类型：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。
在真核细胞中, 核糖体进行蛋白质合成时，既可以游离在细胞质中, 称为游离核糖体, 也可以附着在内质网的表面, 称为膜旁核糖体或附着核糖体。真核细胞含有较多的核糖体, 每个细胞平均有106～107个, 而原核细胞中核糖体较少每个细胞平均只有15×102～18×103个。
典型的原核生物大肠杆菌核糖体是由50S大亚基和30S小亚基组成的。在完整的核糖体中，rRNA约占2/3, 蛋白质约为1/3。50S大亚基含有34种不同的蛋白质和两种RNA分子，相对分子质量大的rRNA的沉降系数为23S，相对分子质量小的rRNA为5S。30S小亚基含有21种蛋白质和一个16S的rRNA分子。
真核细胞核糖体的沉降系数为80S，大亚基为60S，小亚基为40S。在大亚基中，有大约49种蛋白质，另外有三种rRNA∶28S rRNA、5S rRNA 和5.8S rRNA。小亚基含有大约33种蛋白质，一种18S的rRNA。
2. 基因扩增(gene a mp li fica tion)
细胞内选择性复制DNA, 产生大量的拷贝。如两栖类卵母细胞在发育的早期，rRNA基因的数量扩增到1000多倍。基因扩增是通过形成几千个核进行的，每个核里含有几百拷贝的编码28S、18S和5.8S的rRNA基因，最后卵母细胞中的这些rRNA基因的拷贝数几乎达到50万个，而在相同生物的其它类型细胞中，这些rRNA基因的拷贝数只有几百个。卵母细胞中有如此众多的rRNA基因拷贝，为卵细胞在受精后的发育过程中合成大量核糖体创造了条件。
至于卵母细胞中rRNA基因扩增的机制，有人认为可能是通过从染色体上分离出来的环状DNA分子，这种环状DNA中含有rRNA基因，但是第一个含有rRNA基因的环状DNA是如何形成的尚不清楚。由于环状DNA 能够通过滚环复制(rolling circle replication)的方式进行复制，因而能够产生大量的rRNA基因。
3. 5S rRNA基因(5S rRNAgene)
5S rRNA是核糖体大亚基的一个组份，原核生物和真核生物都有5S rRNA,而且结构相似。真核生物的5S rRNA基因与其它三种rRNA基因不在同一条染色体上，它是由核仁以外的染色体基因转录的，然后运输到核仁内参与核糖体的装配。5S rRNA基因的数量比45S rRNA转录单位多,人的5S rRNA基因有500个拷贝,并且在染色体上串连排列。非洲爪蟾的5S rRNA基因的一个重复单位含有一个5S rRNA基因、一个不转录的假基因(101bp的5S rRNA基因的片段),每个重复单位间被不转录的间隔序列隔开,间隔序列的长度变化不定,最长达400bp；5S rRNA基因转录的速度很快,其结果产生过量的5S rRNA,有些最后要被降解掉。
5S rRNA基因是由RNA聚合酶Ⅲ转录的，原初转录物的5＇端与成熟的5S rRNA的5＇端完全相同。在某些生物中，3＇端通常含有多余的核苷酸，在加工时要被切除。所以,5S rRNA只需要进行简单的加工,或者根本不需要进行加工。
4. A位点(A si te)
即氨酰基位点，是与新掺入的氨酰tRNA(aminoacyl-tRNA )结合的位点, 又叫受位(entry site)，主要位于大亚基，是接受氨酰tRNA的部位。
5. P位点(P si te)
即肽酰tRNA位点(peptidyl-tRNA site), 又叫供位(donor site), 或肽酰基位点, 主要位于大亚基, 是肽基tRNA移交肽链后肽酰tRNA所占据的位置, 即与延伸中的肽酰tRNA结合位点。
6. E 位点(exit site, E si te)
E位点是脱氨酰tRNA(deaminoacyl-tRNA)离开A位点到完全从核糖体释放出来的一个中间停靠点,只是作暂时的停留。当E位点被占据之后,A 位点同氨酰tRNA的亲和力降低,防止了氨酰tRNA的结合,直到核糖体准备就绪,E位点腾空,才会接受下一个氨酰tRNA。
7. SD序列(SD sequence)
在原核生物中, 核糖体中与mRNA结合位点位于16S rRNA 的3＇端,mRNA中与核糖体16S rRNA结合的序列称为SD序列(SD sequence),它是1974年由J.Shine 和L.Dalgarno发现的,故此而命名。SD序列是mRNA 中5＇端富含嘌呤的短核苷酸序列,一般位于mRNA的起始密码AUG的上游5～10个碱基处,并且同16S rRNA 3＇端的序列互补。
8. 多聚核糖体(po lyriboso mes)
在蛋白质合成过程中,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(polysome 或polyribosomes)。
在mRNA的起始密码子部位,核糖体亚基装配成完整的起始复合物,然后向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 上形成多聚核糖体。根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。
9. 嘌呤霉素(pu romyci n)
嘌呤霉素是一种蛋白质合成抑制剂,它具有与tRNA分子末端类似的结构, 能够同氨基酸结合，代替氨酰化的tRNA同核糖体的A位点结合，并掺入到生长的肽链中。虽然嘌呤霉素能够同A位点结合,但是不能参与随后的任何反应, 因而导致蛋白质合成的终止并释放出C-末端含有嘌呤霉素的不成熟的多肽。
10. N-端规则(N-end ru le)
每一种蛋白质都有寿命特征, 称为半衰期(half-life)。蛋白质的半衰期与多肽链N-端特异的氨基酸有关,它们对蛋白质的寿命有控制作用。如末端是精氨酸或赖氨酸的多肽,寿命就很短,而末端是缬氨酸或甲硫氨酸的多肽,寿命就很长。蛋白质N-末端与半衰期的关系,称为N端规则。
11. 蛋白酶体(p roteasomes)
蛋白酶体既存在于细胞核中,又存在于胞质溶胶中, 是溶酶体外的蛋白水解体系, 由10～20个不同的亚基组成中空的圆桶形的结构,显示多种肽酶的活性，能够从碱性、酸性和中性氨基酸的羧基侧水解多种与遍在蛋白连接的蛋白质底物。蛋白酶体对蛋白质的降解是与环境隔离的。主要降解两种类型的蛋白质:一类是错误折叠的蛋白质,另一类就是需要进行数量调控的蛋白质。
蛋白酶体对蛋白质的降解通过泛素(ubiquitin)介导,所以又称为泛素降解途径。泛素是由76个氨基酸残基组成的小肽,它的作用主要是识别要被降解的蛋白质,然后将这种蛋白质送入蛋白酶体的圆桶中进行降解。蛋白酶体对蛋白质的降解作用分为两个过程:一是对被降解的蛋白质进行标记,由泛素完成;二是蛋白酶解作用,由蛋白酶体催化。
蛋白酶体存在于所有真核细胞中，其活性受γ干扰素的调节。
12. 核酶(rib ozyme)
核酶一词用于描述具有催化活性的RNA, 即化学本质是核糖核酸(RNA), 却具有酶的催化功能。核酶的作用底物可以是不同的分子, 有些作用底物就是同一RNA分子中的某些部位。核酶的功能很多,有的能够切割RNA, 有的能够切割DNA, 有些还具有RNA 连接酶、磷酸酶等活性。与蛋白质酶相比，核酶的催化效率较低，是一种较为原始的催化酶。
13. 小分子RNA(smal l RNA)
存在于真核生物细胞核和细胞质中，它们的长度为100到300个碱基(酵母中最长的约1000个碱基)。多的每个细胞中可含有105～106个这种RNA分子，少的则不可直接检测到, 它们由RNA聚合酶Ⅱ或RNA聚合酶Ⅲ所合成, 其中某些象mRNA一样可被加帽。
主要有两种类型的小分子RNA:一类是snRNA(small nuclear RNA),存在于细胞核中；另一类是scRNA(small cytoplasmic RNA)，存在于细胞质中。
小分子RNA通常与蛋白质组成复合物, 在细胞的生命活动中起重要
的作用, 某些snRNPs和剪接作用密切相关，它们分别与供体和受体剪接位点以及分支顺序相互补。scRNA参与蛋白质的合成和运输, 如SRP颗粒就是一种由一个7SRNA和蛋白质组成的核糖核蛋白体颗粒,主要功能
是识别信号肽, 并将核糖体引导到内质网。
14. 反义RNA(ant isense RNA)
反义RNA是指与mRNA互补的RNA分子, 也包括与其它RNA互补的RNA分子。由于核糖体不能翻译双链的RNA，所以反义RNA与mRNA特异性的互补结合, 即抑制了该mRNA的翻译。通过反义RNA控制mRNA 的翻译是原核生物基因表达调控的一种方式，最早是在E.coli 的产肠杆菌素的Col E1质粒中发现的,许多实验证明在真核生物中也存在反义RNA。近几年来通过人工合成反义RNA的基因, 并将其导入细胞内转录成反义RNA, 即能抑制某特定基因的表达,阻断该基因的功能, 有助于了解该基因对细胞生长和分化的作用。
细胞中反义RNA的来源有两种途径∶第一是反向转录的产物，在多数情况下, 反义RNA是特定靶基因互补链反向转录产物, 即产生mRNA和反义RNA的DNA是同一区段的互补链。第二种来源是不同基因产物，如OMPF基因是大肠杆菌的膜蛋白基因，与透性有关，其反义基因MICFZE 则为另一基因。
15. 内含子(intron)
内含子是基因内的间隔序列,不出现在成熟的RNA分子中,在转录后通过加工被切除。大多数真核生物的基因都有内含子。
16. 外显子(exon)
外显子是最后出现在成熟RNA中的基因序列, 又称表达序列。
17. 自我剪接(se lf-spl ici ng)
具有自我催化能力,将自身的某些部位切除的现象称为自我剪接。在酵母和真菌的线粒体mRNA和tRNA前体加工、叶绿体的tRNA 和rRNA 前体加工、某些细菌病毒的mRNA前体加工中都发现了自我剪接现象。
18. 肽酰转移酶(pep tidy l t ransfe rase)
肽酰转移酶是催化肽键形成的酶。在蛋白质合成过程中，它催化核糖体A位tRNA上末端氨基酸的氨基与P位肽酰-tRNA上氨基酸的羧基间形成肽键。其结果,使A位的氨酰-tRNA上的多肽延长了一个氨基酸,而P位的氨酰-tRNA形成脱氨酰-tRNA。
19. 核糖核酸酶P (r ibonuc lease P)
核糖核酸酶P 是一种核糖核蛋白, 含有一个单链RNA分子, 长度为375个碱基, 结合一个相对分子质量为20kDa的多肽(119个氨基酸残基)。RNA具有催化切割tRNA的能力, 蛋白质则起间接的作用,可能是维持RNA结构的稳定。该酶广泛存在于原核生物和真核生物(核仁、叶绿体和线粒体)中，也参与核糖体RNA的加工。
20 核剪接(nuc lear spl ici ng)
核剪接是指发生在细胞核中，主要是对hnRNA中内含子的剪接。这种剪接有三个主要特点∶一是在pre-mRNA中内含子与外显子间有特征性序列，即GT-AG规则；第二是剪接过程中需要snRNA参与，并要形成剪接体；第三要形成套索结构。
21. GT-AG 规则(GT-AG ru le)
前体RNA中参与内含子剪接的两个特殊位点，即在内含子和外显子交界处有两个相当短的保守序列:5＇端为GT, 3＇端为AG,称为GT-AG规律。GT-AG规则主要适用于(或是全部)真核生物基因的剪接位点。说明内含子的切除有一共同的机理。应指出的是，这种保守性不适用于线粒体、叶绿体和酵母tRNA基因转录后的加工。
22. 剪接体(sp liceosome)
在剪接过程中形成的剪接复合物称为剪接体,剪接体的主要组成是蛋白质和小分子的核RNA(snRNA)。复合物的沉降系数约为50～60S,它是在剪接过程的各个阶段随着snRNA的加入而形成的。也就是说在完整的pre-mRNA 上形成的一个剪接中间体。
剪接体的装配同核糖体的装配相似。依靠RNA-RNA、RNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质等三方面的相互作用。可能比核糖体更复杂，要涉及snRNA的碱基配对，相互识别等。
23. I型内含子(gr oup I in tr on)
一类具有酶催化功能的内含子,转录成RNA后,可以自我剪接。此类内含子转录后可以形成9个由碱基配对形成的特定二级结构,分别命名为
P1至P9,P1和P7是保守的。I型内含子具有自我剪接的功能,在剪接反应中,要有一种鸟嘌呤核苷(含有游离的3＇-OH)G-OH。G首先结合到内含子的5＇端,当线性的内含子成为环状时,其3＇端可以距离5＇端15个核苷酸以外,从而将原来的5＇端和15个碱基(或以上)的节段(包括G)切除出去。这种自我剪接,是由RNA的特定序列的核酸内切酶的活性所催化。
Ⅰ型内含子比Ⅱ型内含子更普遍,这两类内含子之间没有什么关系,它们有一个共同的特性,就是在体外能够自我剪接,而不需要任何蛋白质酶的催化。但是在体内它们却都需要蛋白质帮助折叠成二级结构。
24. I I型内含子(group II in trons)
主要存在于线粒体中的一类内含子，它的剪接位点类似于核编码结构基因的内含子,并同样遵从GT--AG规律。剪接机理同核内含子的剪接相似,也要形成一个套索的中间体,通过形成5＇-2＇磷酸二酯键将要剪接的位点靠近到一起。但是,II型内含子的剪接又不完全与核内含子的剪接相同,它具有自我剪接的功能,不需要剪接体和snRNA的参与,也不需要ATP 供能。从结构上看,II型内含子的6个结构域可形成发夹环, 结构域5与6之间只间隔3个碱基,结构域6参与转酯作用。
25. RNA编辑(RNA edit ing)
RNA编辑是指在mRNA水平上改变遗传信息的过程。RNA编辑是通过比较成熟的mRNA与相应基因的编码信息时发现的，成熟的mRNA序列中有几种意想不到的变化，包括U→C，C→U；U的插入或缺失、多个G 或C的插入等。最典型的例子是锥虫(trypanosom e)动质体(kinetoplastid)的线粒体基因mRNA的编辑,涉及上百个U的缺失和添加。
由于RNA编辑是基因转录后在mRNA中插入、缺失或核苷酸的替换而改变DNA模板来源的遗传信息，翻译出多种氨基酸序列不同的蛋白质，RNA编辑的结果不仅扩大了遗传信息，而且使生物更好地适应生存环境。
有些基因的主要转录产物必须经过编辑才能有效地起始翻译，或产生正确的可读框(ORF)。
26. 向导RNA(guide RNA, gRNAs)
引导RNA编辑的RNA分子,长度大约是60～80个核苷酸,是由单独的基因转录的,具有3＇寡聚U的尾巴,中间有一段与被编辑mRNA精确互补的序列,5＇端是一个锚定序列,它同非编辑的mRNA序列互补。在编辑时,形成一个编辑体(editosome),以gRNAs内部的序列作为模板进行转录物的校正, 同时产生编辑的mRNA。gRNA3＇端的oligo(U)尾可作为被添加的U的供体。
27. 载脂蛋白(apo lipopr ote in B)
人的载脂蛋白有两种表达形式: apoB-48和apoB-100。该基因的序列在肝、肠组织细胞中是相同的,但产物不同。在肝细胞中,产物为4563个氨基酸残基的肽：apoB-100; 但在肠细胞中,产物为只含2152个氨基酸残基的apoB-48, 缺失了apoB-100的N端同LDL受体结合的结构域。原因是在mRNA水平上将2153位的谷氨酰胺的密码子CAA中的C编辑成为U,形成一个终止密码子�UAA,结果使蛋白质的合成提前终止,合成一个新的相对分子质量约为250kDa的蛋白质。
第六章核糖体和核酶 6.1核糖体的结构和功能 6.1.1核糖体的组成和结构 （1）核糖体的分类 细胞质核糖体，线粒体核糖体，叶绿体核糖体。 真核核糖体，原核核糖体。 （2）核糖体的组成及化学成分 核糖体由大小亚基组成，每个亚基都是由多种蛋白质及rRNA组成。正常状况下各亚基在细胞质中单独存在，只有在蛋白质合成时才结合在一起。 ①真核核糖体 真核核糖体沉降系数为80S，由60S和40S组成，60S由28S rRNA,5.8S rRNA,5S rRNA,及49种蛋白质组成，40S亚基由18S rRNA和33种蛋白质组成。 ②原核核糖体 原核核糖体的沉降系数为70S，由50S和30S组成，50S亚基由33种蛋白质和23S rRNA及5S rRNA组成，30S亚基由21种蛋白质及16S rRNA组成。 （3）核糖体的结构 6.1.2核糖体的生物发生 6.1.2.1核糖体rRNA基因的转录和加工 编码rRNA基因过量扩增，增加编码rRNA的基因拷贝数，以适应大量需要的rRNA。其机制为：在染色体上增加rRNA基因的拷贝数；基因扩增，形成多个核。（1）真核28S rRNA,5.8S rRNA,18S rRNA及5S rRNA的转录 真核生物中28S rRNA,5.8S rRNA,18S rRNA串联在相同的染色体上，构成一个转录单位，并有大量的重复，在RNA PolmeraseI作用下在核仁转录中形成45S 的前rRNA。 5S rRNA位于不同的染色体上，由RNA PolmeraseIII在核仁外转录形成。（2）原核23S rRNA，5S rRNA，16S rRNA的转录 原核生物的rRNA基因的重复数比真核少，而且，编码23S rRNA，5S rRNA，16S rRNA的基因位于相同的转录单位中，且其排列顺序为16S-23S-5S. 6.1.2.2核糖体的装配 核糖体亚基的自我装配。某些蛋白质首先独立地结合到rRNA上，然后作为后一批蛋白的结合框架，最后一些活性所需蛋白再加上去形成整体。 真核生物核糖体在核仁中的装配。5S rRNA进入核仁与45S rRNA、蛋白质形成80S rRNA颗粒，然后降解为大小两颗粒，大颗粒为55S，含有32S和5S rRNA，32S RNA随后加工形成28S和5.8S两种rRNA，然后和5S rRNA组装成大亚基；小颗粒含有20S的前rRNA，快速加工为18S rRNA。
微生物技术在环境领域的应用——基因工程与分子生态学 环境科学与工程学院 朱艳彬 【微生物技术在环境领域的应用】基于16S rDNA的指纹图谱法 为什么选择16S rRNA基因作为微生物进化 的遗传标记? 【微生物技术在环境领域的应用】核糖体 ?细胞内一种核糖核蛋白颗粒(ribonucleoprotein particle)，主要由RNA和蛋白质构成，其惟一 功能是按照mRNA的指令将氨基酸合成蛋白质 多肽链，所以核糖体是细胞内蛋白质合成的分 子机器。 【微生物技术在环境领域的应用】结构 ?核糖体无膜结构，主要由蛋白质（40%）和RNA （60%）构成。 ?核糖体按沉降系数分为两类， ?70S存在于细菌等原核生物中 ?80S存在于真核细胞的细胞质中 ?有的漂浮在细胞内，有的结集在一起。 【微生物技术在环境领域的应用】沉降系数（sedimentation coefficient，s）?沉降系数（sedimentation coefficient，s） ?根据1924年Svedberg（离心法创始人--瑞典蛋白质 化学家）对沉降系数下的定义：颗粒在单位离心 力场中粒子移动的速度。 ?沉降系数是以时间表示的。 ?蛋白质，核酸等生物大分子的S实际上时常在10-13 次秒左右，故把沉降系数10-13次秒称为一个Svedberg单位，简写S，量纲为秒。 【微生物技术在环境领域的应用】功能 ?核糖体是细胞内蛋白质合成的场所，被喻为蛋白质的“合成工厂”。 ?当经过与DNA配对而转录形成的mRNA从细胞核的核孔出来后，核糖体便附着其上，开始滑动。从起始密码子(例如：AUU,AUG等)开始，一直翻译到终止密码子(UAA, UAG和UGA)。每翻译一个密码子便可通过转运RNA（tRNA）的搬运形成一个氨基酸分子，翻译的过程中，各氨基酸分子脱水缩合形成肽链，翻译完成后即形成初始的蛋白质多肽链。
1. 核糖体(riboso me) 核糖体是细胞内一种核糖核蛋白颗粒(ribonucleoprotein particle), 其惟一功能是按照mRNA的指令将氨基酸合成蛋白质多肽链,所以核糖体是细胞内蛋白质合成的分子机器。 按核糖体存在的部位可分为三种类型:细胞质核糖体、线粒体核糖体、叶绿体核糖体。按存在的生物类型可分为两种类型：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。 在真核细胞中, 核糖体进行蛋白质合成时，既可以游离在细胞质中, 称为游离核糖体, 也可以附着在内质网的表面, 称为膜旁核糖体或附着核糖体。真核细胞含有较多的核糖体, 每个细胞平均有106～107个, 而原核细胞中核糖体较少每个细胞平均只有15×102～18×103个。 典型的原核生物大肠杆菌核糖体是由50S大亚基和30S小亚基组成的。在完整的核糖体中，rRNA约占2/3, 蛋白质约为1/3。50S大亚基含有34种不同的蛋白质和两种RNA分子，相对分子质量大的rRNA的沉降系数为23S，相对分子质量小的rRNA为5S。30S小亚基含有21种蛋白质和一个16S的rRNA分子。 真核细胞核糖体的沉降系数为80S，大亚基为60S，小亚基为40S。在大亚基中，有大约49种蛋白质，另外有三种rRNA∶28S rRNA、5S rRNA 和5.8S rRNA。小亚基含有大约33种蛋白质，一种18S的rRNA。 2. 基因扩增(gene a mp li fica tion) 细胞内选择性复制DNA, 产生大量的拷贝。如两栖类卵母细胞在发育的早期，rRNA基因的数量扩增到1000多倍。基因扩增是通过形成几千个核进行的，每个核里含有几百拷贝的编码28S、18S和5.8S的rRNA基因，最后卵母细胞中的这些rRNA基因的拷贝数几乎达到50万个，而在相同生物的其它类型细胞中，这些rRNA基因的拷贝数只有几百个。卵母细胞中有如此众多的rRNA基因拷贝，为卵细胞在受精后的发育过程中合成大量核糖体创造了条件。 至于卵母细胞中rRNA基因扩增的机制，有人认为可能是通过从染色体上分离出来的环状DNA分子，这种环状DNA中含有rRNA基因，但是第一个含有rRNA基因的环状DNA是如何形成的尚不清楚。由于环状DNA 能够通过滚环复制(rolling circle replication)的方式进行复制，因而能够产生大量的rRNA基因。 3. 5S rRNA基因(5S rRNAgene)
一、核糖 体的形态结构 ? 核糖体唯一的功能是按照m R N A 的指令将氨 基酸合成蛋白质多肽链。使细胞内蛋白质合成 的分子机器，是细胞内数量最多的细胞器。 1、 核糖体的类型和化学组成 ? 大小两个亚基都是由核糖体R N A 和核糖体蛋白组 成的。（M g 2+的浓度） ? 原核生物（大肠杆菌）的核糖体： ? 大亚基50S ：33种蛋白质；23S r R N A ,5S r R N A ? 小亚基30S ：21种16S r R N A （ 小亚基 主要由16S r R N A 决定） ? 真核细胞核糖体： ? 大亚基60S ：49种蛋白质；28S r R N A ，5 S r R N A ， 5.8 S r R N A ? 小亚基40S ：33种蛋白质；18S r R N A 二、核糖体的生物发生 ? 1、 核糖体r R N A 基因的转录与加工 ? 真核生物核糖体由18S 、5.8S 、28S r R N A 和5S r R N A 基因 ? 真核生物有 四种r R N A 基因,? 真核生物前r R N A 的修饰：两个特征1. 2以及修饰的意义。 ? 真题再现：03选择前体r R N A 甲基化的重要作用是： A ．保证最后的r R N A 能够装配成正确的三级结构B ．防止前体r R N A 被加工（x 对加工起引导作用） C ．防止成熟r R N A 部分被降解。 二、核糖体的生物发生 ---真核生物的核糖体生物发生 ? 2 5S r R N A 基因的转录与加工 ? 由R N A 聚合酶3转录,使用的是内部启动子。 ? 学习重点 ? １.关于核糖体的形态结构, 主要学习掌握真 核细胞和原核细胞核糖体的化学组成、细菌核糖体的结构模型。 ? 2. 核糖体的生物发生是本章的重点内容之一 ? ３. 核糖体的蛋白质合成作用,反义R N A 与核 酶 ? 本章考题近年来主要以小题为主。 第六章 核糖体与核酶
6核糖体与核酶
1.核糖体(rib osome) 核糖体是细胞内一种核糖核蛋白颗粒(ribonucleoprotein particle), 其惟一功能是按照mRNA的指令将氨基酸合成蛋白质多肽链,所以核糖体是细胞内蛋白质合成的分子机器。 按核糖体存在的部位可分为三种类型:细胞质核糖体、线粒体核糖体、叶绿体核糖体。按存在的生物类型可分为两种类型：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2.5x103kDa,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。 在真核细胞中, 核糖体进行蛋白质合成时，既可以游离在细胞质中, 称为游离核糖体, 也可以附着在内质网的表面, 称为膜旁核糖体或附着核糖体。真核细胞含有较多的核糖体, 每个细胞平均有106～107个, 而原核细胞中核糖体较少每个细胞平均只有15×102～18×103个。 典型的原核生物大肠杆菌核糖体是由50S大亚基和30S小亚基组成的。在完整的核糖体中，rRNA约占2/3, 蛋白质约为1/3。50S大亚基含有34种不同的蛋白质和两种RNA分子，相对分子质量大的rRNA的沉降系数为23S，相对分子质量小的rRNA为5S。30S小亚基含有21种蛋白质和一个16S的rRNA 分子。 真核细胞核糖体的沉降系数为80S，大亚基为60S，小亚基为40S。在大 亚基中，有大约49种蛋白质，另外有三种rRNA∶28S rRNA、5S rRNA和 5.8S rRNA。小亚基含有大约33种蛋白质，一种18S的rRNA。 2.基因扩增(gene amp li f icat ion) 细胞内选择性复制DNA, 产生大量的拷贝。如两栖类卵母细胞在发育的早期，rRNA基因的数量扩增到1000多倍。基因扩增是通过形成几千个核进行的，每个核里含有几百拷贝的编码28S、18S和5.8S的rRNA基因，最后卵母细胞中的这些rRNA基因的拷贝数几乎达到50万个，而在相同生物的其它类 型细胞中，这些rRNA基因的拷贝数只有几百个。卵母细胞中有如此众多的rRNA基因拷贝，为卵细胞在受精后的发育过程中合成大量核糖体创造了条件。 至于卵母细胞中rRNA基因扩增的机制，有人认为可能是通过从染色体上 分离出来的环状DNA分子，这种环状DNA中含有rRNA基因，但是第一个含有rRNA基因的环状DNA是如何形成的尚不清楚。由于环状DNA能够通过滚环复制(rolling circle replication)的方式进行复制，因而能够产生大量的rRNA 基因。 3. 5S rRNA基因(5S rRNAgene)
*Symport同向运输：两种物质同向运输。 *Antiport反向运输：两种物质朝反方向运输。 *siRNA小干扰RNA：由DICER识别并切割的任何来源的双链RNA分子而形成。 *miRNA：由RNA聚合酶II转录，经DICER切割而成的成熟功能小分子RNA。 occluding junction封闭连接：将相邻上皮细胞的质膜紧密连接在一起，阻止溶液中的小分子沿细胞间隙从细胞一侧渗透到另一侧。 Anchoringjunction锚定连接：通过细胞骨架系统将细胞与相邻细胞或细胞与基质之间连接起来。 Communicatingjunction通讯连接：特殊的细胞连接，主要功能是细胞间的信号通讯与传导。*Gapjunction间隙连接：是动物细胞中通过连接子(connexons)进行的细胞间连接。Plasmodesmata胞间连丝：植物中相邻细胞质膜穿过细胞壁形成一个管道，将细胞质连通。Chemicalcynapse化学突触：可兴奋细胞间的连接方式，是动物神经细胞之间传递电信号的主要方式。 *F class ATP pump F型泵：蛋白质，又叫ATP合成酶，利用质子跨膜梯度来驱动ATP合成。*V class ATP pump V型泵：质子泵，利用ATP水解的能量来运输质子。 *Photophosphorylation光合磷酸化：光合磷酸化是指由光照引起的电子传递与磷酸化作用相偶联而生成ATP的过程。 *oxidative phosphorylation氧化磷酸化：在真核细胞的线粒体或细菌中，是物质在体内氧化时释放的能量供给ADP与无机磷合成ATP的偶联反应。 Cytoplasm细胞质：是细胞质膜包围的除核区以外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。Cytosol细胞质基质：是真核细胞的细胞质中，除去可分辨的细胞器和颗粒以外的胶状物质。包涵物：细胞质中没有代谢活性，却有特定形态的结构。 Glycogen granule糖原颗粒：是细胞储存葡萄糖的形式。 Fat drop脂滴：是细胞储存脂类的形式。 Secretory granule分泌颗粒：为内含酶、激素等生物活性物质。 *Polyribosomes多聚核糖体：核糖体在细胞内不是单个独立执行功能的，而是多个核糖体串联在一条mRNA分子上高效地进行肽链合成，这种具有特殊功能与形态结构的核糖体与mRNA聚合体称为多聚核糖体。 Nucleozyme核酶：*核酶(ribozyme,Rz)与脱氧核酶(deoxyribozyme,DRz)的统称，核酶即具有催化功能的RNA，脱氧核酶即具有催化功能的DNA。 RISC(RNA诱导沉默复合体)：由siRNA/miRNA单链与Argonaute蛋白和Dicer酶组合而成的复合物。 ER内质网：内质网是由内膜构成的网状和囊状管道系统，主要负责脂质的合成，细胞器与质膜上的蛋白的合成。糙面内质网（RER）的功能是合成蛋白质大分子，并把它从细胞输送出去或在细胞内转运到其他部位。滑面内质网（SER）的功能与糖类和脂类的合成、解毒、同化作用有关，并且还具有运输蛋白质的功能。 Signalpeptide信号肽：用于，引导新合成的肽链转移到内质网上的一段多肽。 *Signalrecognitionparticle SRP信号识别颗粒：由6种多肽和1个RNA组成的核糖核蛋白，作用是结合新生肽链上的信号肽，以阻断蛋白质的翻译，使得核糖体结合到ER膜上。SRP receptor SRP受体：内质网膜上的整合蛋白，可以与SRP特异性结合。 Translocon转位因子：内质网膜的整合蛋白复合物，能形成亲水通道使得新合成的多肽链进入ER腔。 Golgi apparatus高尔基体：由许多扁平的囊泡构成的细胞器，功能是蛋白质的加工、分类、包装与脂质的运输。
Chapter 6 核糖体与核酶 6.1核糖体的形态结构 核糖体(ribosome)是细胞内一种核糖核蛋白颗粒(ribonucleoprotein partical)，是细胞内合成蛋白质的细胞器。 细胞内数量最多的细胞器。在大肠杆菌中有几万个，占细胞干重的40%，在真核细胞中可达几十万甚至几百万个。 核糖体的主要成分是核糖体RNA(rRNA), 占60%, 蛋白质(r蛋白质), 占40%。 6.1.1 核糖体的类型 按存在部位分： 细胞质核糖体：游离核糖体和附着核糖体 细胞器核糖体：线粒体核糖体和叶绿体核糖体。 按生物类型分两种： 原核细胞的核糖体：沉降系数为70S，分子量为2.5x103KDa，由50S和30S 两个亚基组成。 真核细胞的核糖体：沉降系数是80S，分子量为3.9-4.5x103KDa，由60S和40S两个亚基组成。 6.2 核糖体的生物发生(Biogenesis) 在细胞内，核糖体是自我装配的。真核细胞和原核细胞的核糖体合成和装配过程各不相同。核糖体的生物发生包括蛋白质和rRNA的合成、核糖体亚基的组装。 6.2.1 核糖体基因 1. rRNA基因的扩增 在染色体上增加rRNA基因的拷贝数：细菌的E.coli的基因组中有七套rRNA 基因；典型的真核生物细胞含有几百到几千个18S、 5.8S和28S rRNA基因的拷贝，5S rRNA基因的拷贝数多达50,000个。 2. rRNA基因的选择性扩增 ①两栖类卵母细胞rRNA基因扩增 基因扩增是通过形成几千个核进行的，每个核里含有几百拷贝的编码18S、5.8S和28S的rRNA基因，最后卵母细胞中的这些rRNA基因的拷贝数几乎达到50万个。 ②卵母细胞中rRNA基因扩增机制
第六章核糖体与核酶 教学目的 1、掌握真核细胞和原核细胞核糖体的化学组成； 2、掌握核糖体rRNA基因的转录与加工、核糖体的装配； 3、掌握核酶的发现。 教学内容 本章分4节讨论了核糖体和核酶： 1．核糖体的形态结构 2．核糖体的生物发生 3．核糖体的功能—蛋白质的合成 4．反义RNA与核酶 计划学时及安排 本章计划3学时。 教学重点和难点 核糖体是细胞内一种核糖核蛋白颗粒，其惟一功能是按照mRNA的指令将氨基酸合成蛋白质多肽链，所以核糖体是细胞内蛋白质合成的分子机器。 1．关于核糖体的形态结构，主要学习掌握真核细胞和原核细胞核糖体的化学组成、细菌核糖体的结构模型。 2．核糖体的生物发生是本章的重点内容之一。主要是掌握核糖体rRNA 基因的转录与加工、核糖体的装配。 3．核糖体的蛋白质合成作用，仅作一般介绍。但与细胞生物学关系密切的两个内容应特别注意：多聚核糖体在细胞生命活动中的意义、通过嘌呤霉素的抑制实验揭示A位点和P位点是两个独立的位点。 4. 反义RNA与核酶是本章的另一个重点。由于核酶的发现在分子生物学中具有重要意义, 需要重点掌握。特别是核酶的发现过程及证实、核酶与内含子剪接的关系、核酶的应用尤为重要。此节还简要讨论了RNA编辑, 这也是分子生物学中的一个重要研究课题。 从细胞生物学的角度考虑，核糖体在细胞的遗传信息流中起信息转换作用；在生物化学中，将核糖体看成是蛋白质合成的工厂，这就是核糖体在两个不同学科中的定位。
教学方法讲授法，自学 教学过程 6．核糖体和核酶 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地合成多肽链。 ◆概述 ☆最早是Albert Claude于20世纪30年代后期发现的。 ☆核糖体(ribosome)，是细胞内一种核糖核蛋白颗粒。 ☆核糖体是细胞内蛋白质合成的分子机器。 6.1 核糖体的形态结构 6.1.1类型与化学组成 ■ 核糖体的类型 核糖核蛋白体，简称核糖体(ribosome)。 ⒈基本类型 ● 按存在的部位（三种）： ☆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（两种）： ☆真核生物核糖体 ☆原核生物核糖体 ● 按存在的方式（两种）： ◆附着核糖体 ◆游离核糖体 ⒉主要成分 ◆r蛋白质：40%，核糖体表面 ◆rRNA：60%，核糖体内部 ● Mg2+ 的浓度对于大小亚基的聚合和解离有很大的影响。 Mg2+的浓度对于大小亚基的聚合和解离有很大的影响，体外实验表明:70S核糖体在Mg2+的浓度小于1mmol/L的溶液中易解离; 当Mg2+浓度大于10mmol/L，两个核糖体通常形成100S的二聚体(图)。
第十二章核糖体2012 ribosome 概述 1953年，Robinsin和Brown在植物细胞中通过电镜观察到这种颗粒结构； 核糖体是体积较小（直径25~30nm）的无膜包围的细胞器，在普通光镜下观察不到； 全名——核糖核蛋白体（ribosome），简称——核糖体或核蛋白体。 分布：除少数几种高度分化的细胞外（如哺乳动物红细胞），核糖体存在于一切细胞中【原核细胞（支原体）、真核细胞】，这有别于其他细胞器。 分类：附着核糖体 游离核糖体。 本章内容 第一节核糖体的类型与结构 第二节多聚核糖体与蛋白质的合成 第一节核糖体的类型与结构（P367,263） 一、核糖体的基本类型与化学组成 1、核糖体的基本类型（P367）： 70S和80S （S为Svedberg沉降系数单位） 70S核糖体存在于原核细胞和真核细胞的线粒体、叶绿体中； 80S核糖体存在于真核细胞（线粒体、叶绿体除外） 二、核糖体的结构 主要成分是rRNA（60％）和r蛋白（40％） 1、核糖体能够自我装配——不需要其他大分子的参与； 2、装配过程具有先后层次——某些r蛋白首先结合到rRNA上，其他蛋白才能装配； 3、不同原核生物中r蛋白序列之间具有很高的同源性； 不同真核生物中，r蛋白序列之间也存在很高的同源性。 4、rRNA序列一级结构非常保守，二级结构更加一致——臂环。
5、核糖体构型的稳定性依靠Mg2+ ： 在Mg2+浓度小于1mM的溶液中，70S核糖体易离解为50S和30S大小亚单位； 当Mg2+浓度大于10mM时，两个核糖体形成100S的二聚体； 三、核糖体蛋白质与rRNA的功能 1、核糖体的功能位点：6个 ①mRNA结合位点； ②A位点（氨酰基位点）； ③P位点（肽酰基位点）； ④E位点； ⑤与延伸因子EF-G的结合位点； ⑥肽酰转移酶的催化位点。 2、rRNA是核糖体功能的主导者： 肽酰转移酶催化位点(23S rRNA)； 为tRNA提供结合位点（A、P、E位点）； 为多种蛋白质合成因子提供结合位点； 在合成起始和肽链延伸中与mRNA结合。 3、r蛋白的功能： 促进rRNA三维结构的折叠； 对核糖体构象变化起调控作用； 与rRNA共同行使结合、催化功能。 第二节 多核糖体与蛋白质的合成 一、多核糖体（P374） 1、定义：多个核糖体串连在一条mRNA分子上高效地进行肽链的合成，这种聚合体称为多核糖体（polyribosome）。 2、相邻核糖体之间的距离约80个核苷酸，核糖体的数量决定于mRNA的长度。 3、多核糖体大大提高了多肽的合成效率。 二、蛋白质的合成（以原核细胞为例） 三、核糖体与RNA世界
第一章:细胞概述 一、填空题： 4誉为19世纪自然科学的三大发现：能量守恒定律，细胞学说，达尔文进化论 6前发现最小最简单的原核细胞是：支原体 7去细胞壁的植物、微生物细胞称作：原生质体 9核生物与真生物最主要的差别是：前者具有：定形的核后者只有：拟核 10由于发现了：核酶（ribozyme）有理由推测RNA是最早形成的遗传信息的一级载体。 11无论是真核细胞还是原核细胞，都具有以下共性：1、都有DNA 2、都有核糖体3、都是分裂法增殖 4、都有细胞质膜 21构成细胞最基本的要素是：1、基因组2、细胞质膜和完整的代谢系统。 23细胞是生命活动的基本单位，最早于1665 年被英国学者胡克发现。细胞是由质膜包围着一团原生质所组成。核膜与质膜之间的部分叫细胞质。动物细胞和植物细胞在表面结构上主要差别是：植物细胞有细胞壁（动物细胞没有细胞壁） 第二章：细胞生物学的研究方法 1透射电子显微镜由镜筒、真空系统、电力系统三部分构成 5物质在紫外光照射下发出的荧光可分为自发荧光和诱发荧光两种。其中诱发荧光需要将被照射的物质进行染色。 6用紫外光为光源照射物体比用可见光的分辨率要高，这是因为紫外光波长比可见光波长短 7通过突变或克隆化形成的细胞叫细胞珠 11倒置显微镜与普通显微镜的不同在于其物镜和照明系统的位置颠倒 12若用紫外光为光源，光学显微镜的最大分分辨率为0.1um ，透射电子显微镜的最大分别率为 0.1nm ，扫描电镜的分辨率为3nm 。 13显微镜的分辨本领是指能够分辨出相邻两个点的能力，用最小分辨距离来表示 16细胞培养的突出特点是：可在离体条件下观察和研究生命活动的规律。 19用细胞培养法来研究生命活动规律的局限性是体外环境下不能与体内的条件完全相同。 20 超薄切片染色常采用柠檬酸铅和醋酸双氧铀双染色法 21免疫细胞化学技术是用来定位细胞中的抗原物质 22电子显微镜使用的是电磁透镜，而光学显微镜使用的是玻璃透镜。 23电子染色是用重金属来增强电子的散射能力。 24在光学显微镜下见到的结构称为显微结构，在电子显微镜下见到的结构称为亚显微结构 25细菌质膜的多功能性主要表现在：具有线粒体的呼吸作用，具有高尔基体的分泌作用，具有质膜的信号传导作用。 26显微镜的分辨率约等于光波长的一半，通常把这一数值看成是光学显微镜分辨率的：最大值 28单克隆抗体技术是将可以产生抗体的淋巴细胞与无限繁殖的肿瘤细胞杂交的技术。 32 用荧光显微镜观察细胞时，经吖啶橙染色的细胞中的DNA发绿色荧光，而RNA发红色荧光。 33适于观察活细胞的光学显微镜有相差显微镜、暗视野显微镜和倒置显微镜等 34分辨率是指人的肉眼或显微镜在25cm处能够分辨到的相邻两个物体间最近距离的能力。人眼为100um ，普通光学显微镜为0.2um ，透射电子显微镜为0.1nm ，扫描隧道显微镜为0.001nm ，扫描电子显微镜为3nm ，以紫外光诶光源的光学显微镜为0.1um 。 第三章:细胞质膜与跨模运输 一、填空题 4、胆固醇是动物是动物细胞质膜脂的重要成分，它对于调节膜的流动性，增强膜的稳定性，以及降低水溶 性物质的通透性都有重要作用。 8、成熟的红细胞是研究细胞质膜的好材料，它不仅没有细胞核和线粒体，而且也没有内膜系统。 10、单位膜结构模型的主要特点是：（1）膜是三层结构；（2）总厚度为75A ；（3）蛋白质呈B折叠。 11、流动镶嵌模型的主要特点是：（1）流动性和不对称性；（2）忽略了蛋白质对流动性的限制和流动的不均匀性。
细胞生物学目录 第一章绪论 第二章细胞生物的研究方法和技术 第三章质膜的跨膜运输 第四章细胞与环境的相互作用 第五章细胞通讯 第六章核糖体和核酶 第七章线粒体和过氧化物酶体 第八章叶绿体和光合作用 第九章内质网，蛋白质分选，膜运输 第十章细胞骨架，细胞运动 第十一章细胞核和染色体 第十二章细胞周期和细胞分裂 第十三章胚胎发育和细胞分化 第十四章细胞衰老和死亡
第一章绪论 1.原生质体：被质膜包裹在细胞内的所有的生活物质，包括细胞核和细胞质 细胞质：细胞内除核以外的原生质，即细胞中细胞核以外和细胞膜以内的原生质部分 原生质体：除去细胞壁的细胞 2.结构域：生物大分子中具有特异结构和独立功能的区域 3.装配模型：模板组装，酶效应组装，自组装 4.五级装配： 第一级,小分子有机物的形成 第二级，小分子有机物组装成生物大分子 第三级,由生物大分子进一步组装成细胞的高级结构 第四级,由生物大分子组装成具有空间结构和生物功能的细胞器 第五级，由各种细胞器组装成完整细胞 6.支原体：目前已知的最小的细胞 第二章细胞生物的研究方法和技术 1.显微镜技术：光镜标本制备技术、 2.光镜标本制备技术步骤：样品固定、包埋与切片、染色 3.电子显微镜种类：透射电子显微镜，扫描电镜，金属投影，冷冻断裂和冷冻石刻电镜，复染技术，扫描隧道显微镜 4.细胞化学技术：酶细胞化学技术，免疫细胞化学技术，放射自显影 5.细胞分选技术：流式细胞术 6.分离技术：离心技术，层析技术，电泳技术 第三章质膜的跨膜运输 1.细胞功能：外界与通透性障碍，组织和功能定位，运输作用，细胞间通讯，信号检测 2.膜化学组成：膜脂，膜糖，膜蛋白 3.膜脂的三个种类：磷脂，糖脂，胆固醇 4.脂质体用途：用作生物膜的研究模型，作为生物大分子与药物的运载体 5.膜糖功能：细胞与环境的相互作用，接触抑制，信号转导，蛋白质分选，保护作用。 6.膜蛋白类型：整合蛋白，外周蛋白，脂锚定蛋白 7.膜蛋白功能：运输蛋白，酶，连接蛋白，受体（信号接受和传递） 8.不对称性的研究方法：冰冻断裂复型，冰冻蚀刻 9.膜流动性研究方法：质膜融合，淋巴细胞的成斑成帽效应，荧光漂白恢复技术 10.膜流动性的重要性：酶活性，信号转导，物质运输，能量转换，细胞周期 11.影响膜脂流动性的因素：脂肪酸链，胆固醇，卵磷脂/鞘磷脂比值 12.影响膜蛋白流动的因素：整合蛋白，膜骨架，细胞外基因，相邻细胞，细胞外配体、抗体、药物大分子 13.膜骨架的主要蛋白：血影蛋白，肌动蛋白和原肌球蛋白，带4.1蛋白，锚定蛋白 14.转运蛋白质包括：载体蛋白，通道蛋白 15.协同运输的方向：同向协同，反向协同
一、核糖 体的形态结构 ?核糖体唯一的功能是按照m R N A的指令将氨 基酸合成蛋白质多肽链。使细胞内蛋白质合成 的分子机器，是细胞内数量最多的细胞器。 1、核糖体的类型和化学组成 ?大小两个亚基都是由核糖体R N A和核糖体蛋白组 成的。（M g2+的浓度） ?原核生物（大肠杆菌）的核糖体： ?大亚基50S：33种蛋白质；23S r R N A,5S r R N A ?小亚基30S：21种蛋白质；16S r R N A（小亚基的形 态主要由16S r R N A决定） ?真核细胞核糖体： ?大亚基60S：49种蛋白质；28S r R N A，5S r R N A， 5.8S r R N A ?小亚基40S：33种蛋白质；18S r R N A 二、核糖体的生物发生 ?1、核糖体r R N A基因的转录与加工 ?真核生物核糖体由18S、5.8S、28S r R N A和5S r R N A基因 ?真 核 生 物 有 四 种 r R N A 基 因 , ?真核生物前r R N A的修饰：两个特征1.2以及修饰的意义。 ?真题再现：03选择前体r R N A甲基化的重要作用是： A．保证最后的r R N A能够装配成正确的三级结构 B．防止前体r R N A被加工（x对加工起引导作用） C．防止成熟r R N A部分被降解。 二、核糖体的生物发生 ---真核生物的核糖体生物发生 ?25S r R N A基因的转录与加工 ?由R N A聚合酶3转录,使用的是内部启动子。 ?学习重点 ?１.关于核糖体的形态结构,主要学习掌握真 核细胞和原核细胞核糖体的化学组成、细菌核 糖体的结构模型。 ?2.核糖体的生物发生是本章的重点内容之一 ?３.核糖体的蛋白质合成作用,反义R N A与核 酶 ?本章考题近年来主要以小题为主。 第六章核糖体与核酶
第六章核糖体与核酶 核糖体，是细胞内一种核糖核蛋白颗粒, 其惟一功能是按照mRNA的指令将氨基酸合成蛋白质多肽链,所以核糖体是细胞内蛋白质合成的分子机器。 核糖体最早是Albert Claude于20世纪30年代后期发现的, 其后又证明了其蛋白质合成功能。 随着分子生物学的发展，核糖体概念的涵意有了进一步的发展。细胞内除了从事蛋白质合成的核糖体外，还有许多其它功能的核糖核蛋白体颗粒，通常是一些小分子的RNA同蛋白质组成的颗粒，它们参与RNA的加工、RNA的编辑、基因表达的调控等。 核糖体的生物发生包括蛋白质和rRNA的合成、核糖体亚基的组装等。在活跃进行蛋白质合成的生物中，需要大量的核糖体，意味着需要合成大量rRNA和蛋白质，可通过增加染色体上的基因拷贝数及基因扩增实现，基因扩增主要形成较多的核。真核生物的18S、5.8S、28SrRNA基因组成一个转录单位，转录成一个45S的前体，它具有两个独特的特点，先是具有大量的甲基化核苷，再是有很多假尿苷。原核生物的16S、23S、5S3种rRNA基因组成一个转录单位。原核生物基因的重复次数较少，真核生物中编码5SrRNA的基因位于不同的染色体上，而在原核生物中它与另外基因排列在同一染色体上。真核生物核糖体亚基在核仁中装配，首先要合成参与核糖体装配的蛋白质，包括核糖体结构蛋白和前rRNA 加工有关的酶，他们在细胞质游离的核糖体上合成被运输到细胞核中参与装配；原核生物核糖体亚基在细胞质中装配。 核糖体的蛋白质合成功能是通过放射性标记实验发现的。将细胞与放射性标记的氨基酸短暂接触后进行匀浆，然后分级分离，发现在微粒体部分有大量新合成的放射性标记的蛋白质。后将微粒体部分进一步分离，得到核糖体和膜微粒，这一实验结果表明核糖体与蛋白质合成有关。在其上合成的是蛋白质的一级结构，N端开始、C端结束。核糖体中有一个mRNA结合位点和3个tRNA结合位点（A位点、P位点、E位点，主要位于大亚基）。多肽链的合成分为起始（30S亚基与mRNA的结合；第一个氨酰-tRNA进入核糖体；完整起始复合物的装配）、延伸（氨酰tRNA进入核糖体的A位点、肽键形成、转位、脱氨酰tRNA的释放）和终止（如果进入A位点的是终止密码子，则没有反密码子与之相配，合成终止）3个阶段。原核生物mRNA通过5’端的SD序列与核糖体16SrRNA结合，真核生物则依赖于mRNA5’端甲基化帽子结构将mRNA与核糖体小亚基结合，此过程需要起始因子的帮助。蛋白质的合成过程中可以形成多聚体核糖，同时合成若干条蛋白质多肽链，提高了翻译效率。 不同的蛋白质合成抑制剂具有不同的作用机制，对于研究蛋白质合成机制来说是一种有效的工具。抗生素是主要的蛋白质合成抑制剂，如氯霉素、链霉素，链霉素主要是抑制起始tRNA和非起始tRNA与核糖体的结合，导致肽链合成的提前终止。此外链霉素也可引起遗传密码子的错读。嘌呤霉素是一种蛋白质合成
1.真核生物有三种RNA聚合酶，其中聚合酶Ⅲ转录。 2.原核和真核生物的mRNA至少有三种差别：①＿；②；③ 3.组成真核生物核糖体大亚基的rRNA有三种，分别是：、、。 4.原核生物和真核生物的核糖体分别是70S和80S，而叶绿体的核糖体是，线粒体的核糖体则是。 5.在蛋白质合成过程中，rRNA是蛋白质合成的，tRNA是按密码子转运氨基酸 的，而核糖体则是蛋白质合成的。 6.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。 7.RNA编辑是指在的引导下，在水平上改变 8.原核生物线粒体核糖体的两个亚基的沉降系数分别是和。 9.核糖体两个亚基的聚合和解离与Mg2＋浓度有很大的关系，当Mg2＋浓度小于时， 70S 的核糖体要解离；当Mg2＋浓度大于时，两个核糖体聚合成 100S的二聚体。 10.70S核糖体中具有催化活性的RNA是。 11.在蛋白质的合成过程中mRNA起到的作用，即根据mRNA中密码子的指令将合成多肽链中氨基酸按相应顺序连接起来，密码子决定了多肽链合成的起始 位置和其上的氨基酸顺序。然而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，才能运到核糖体上。tRNA以其 识别mRNA密码子，将相应的氨基酸转运到核糖体上进行蛋白质合成。因此，通过密码子才能翻译出mRNA上的遗传信息，翻译过程中需要既能携带氨基酸又能识别密码子的tRNA作为连接器，将氨基酸转运到相应密码子的位置，完成蛋白质合成。 12.蛋白酶体既存在于细胞核中，又存在于胞质溶胶中，是溶酶体外的，由10～20个不同的亚基组成结构，显示多种肽酶的活性，能够从碱性、酸性和中性氨基酸的端水解多种与连接的蛋白质底物。蛋白酶体对蛋白质的降解是与环境隔离的。主要降解两种类型的蛋白质：一类是，另一类就是。蛋白酶体对蛋白质的降解通过介导。是由76个氨基酸残基组成的小肽，它的作用主要是识别要被降解的蛋白质，然后将这种蛋白质送入蛋白酶体的圆桶中进行降解。蛋白酶体对蛋白质的降解作用分为两个过程：①对被降解的蛋白质进行标记，由完成；②蛋白酶解作用，由催化。蛋白酶体存在于所有细胞中，其活性受素的调节。
1. 发现核糖体及核糖体功能鉴定的两个关键技术是什么? 答: 核糖体最早是Albert Claude于1930s后期用暗视野显微镜观察细胞的匀浆物时发现的，当时称为微体(Microsomes)，直到1950s中期，George Palade在电子显微镜下观察到这种颗粒的存在。当时George Palade和他的同事研究了多种生物的细胞，发现细胞质中有类似的颗粒存在，尤其在进行蛋白质合成的细胞中特别多。后来Philip Siekevitz用亚细胞组份分离技术分离了这种颗粒，并发现这些颗粒总是伴随内质网微粒体一起沉积。化学分析揭示，这种微粒富含核苷酸，随之命名为ribosome，主要成分是核糖体RNA(rRNA)，约占60%、蛋白质(r蛋白质)约占40%。核糖体的蛋白质合成功能是通过放射性标记实验发现的。将细胞与放射性标记的氨基酸短暂接触后进行匀浆，然后分级分离，发现在微粒体部分有大量新合成的放射性标记的蛋白质。后将微粒体部分进一步分离，得到核糖体和膜微粒，这一实验结果表明核糖体与蛋白质合成有关。两个关键技术是亚细胞组份分离技术和放射性标记技术。 2．说明人体单倍体染色体组中四种rRNA基因的组成、排列方式和拷贝数。答: 在人基因组的四种rRNA基因中，18S、5.8S和28S rRNA基因是串联在一起的，每个基因被间隔区隔开，5S的rRNA基因则是编码在另一条染色体上。前3个基因组成一组，分布在人的13、14、15、21、22 等5条染色体上。在间期核中，所有这5条染色体rRNA基因区域，转录时聚集在一起，形成一个核仁。在人体单倍体染色体组中，每组rRNA基因有200个拷贝。每一拷贝为一个rDNA转录单位。这3个基因是纵向串联排列在核仁组织者的DNA上。真核细胞核糖体的5S rRNA基因则是独立存在于一个或几个染色体上，拷贝数达几千个。在人的细胞中，该基因的拷贝有24000个之多，它们串联排列在1号染色体接近末端处。 3．根据3H标记的尿嘧啶和放线菌素D研究人的培养细胞前体rRNA的合成，推测出前体rRNA的加工过程，请问3H标记的尿嘧啶和放线菌素D各起什么作用? 答: 3H标记的尿嘧啶是追踪RNA的，而加入放线菌素D是为了阻断RNA的合成，这样随着RNA加工的进程，rRNA分子越来越小，便于判断。如果不阻断RNA合成，新合成的45SrRNA就会干扰判断。在上述的研究中发现，当人的细胞同3H标记的尿嘧啶共培养25分钟后，被标记rRNA 的沉降系数是45S，加入放线菌素D阻断RNA的合成后，标记的45S rRNA首先转变成32S的rRNA，随着培养时间的延长，逐渐出现被标记的28S、18S的rRNA。 4. 有人用核糖体重组实验得到一些重要的结论，你能说出一、二吗? 答: 这些结果包括以下几个方面：①30S亚基的蛋白质专同16S rRNA结合; 50S 亚基的蛋白质只同23S rRNA结合，如果把30S亚基rRNA和50S 亚基的蛋白质相混合，则不能装配成有功能的亚基。②从不同种细菌提取30S 亚基的rRNA 和蛋白质，可装配成有功能的30S 亚基，这表明不存在种间差异。③原核生物核糖体与真核生物核糖体的亚基彼此不同，由二者的rRNA和蛋白质重组后的核糖体没有功能。④大肠杆菌的核糖体与玉米叶绿体核糖体亚基重组后具有功能。⑤由于不同生物的线粒体核糖体大小不同，由55S到80S不等，而原核生物的核糖体基本稳定，所以线粒体的核糖体亚基同原核生物核糖体亚基相互交换形成的杂合核糖体没有功能。 5. 真核细胞中核糖体的合成和装配过程如何? 答: 整个过程相当复杂，首先要合成与核糖体装配有关的蛋白质，这些蛋白质
第六章核糖体和核酶 1. 发现核糖体及核糖体功能鉴定的两个关键技术是什么? 答: 核糖体最早是Albert Claude于1930s后期用暗视野显微镜观察细胞的匀浆物时发现的，当时称为微体(Microsomes)，直到1950s中期，George Palade在电子显微镜下观察到这种颗粒的存在。当时George Palade和他的同事研究了多种生物的细胞，发现细胞质中有类似的颗粒存在，尤其在进行蛋白质合成的细胞中特别多。后来Philip Siekevitz用亚细胞组份分离技术分离了这种颗粒，并发现这些颗粒总是伴随内质网微粒体一起沉积。化学分析揭示，这种微粒富含核苷酸，随之命名为ribosome，主要成分是核糖体RNA(rRNA)，约占60%、蛋白质(r蛋白质)约占40%。核糖体的蛋白质合成功能是通过放射性标记实验发现的。将细胞与放射性标记的氨基酸短暂接触后进行匀浆，然后分级分离，发现在微粒体部分有大量新合成的放射性标记的蛋白质。后将微粒体部分进一步分离，得到核糖体和膜微粒，这一实验结果表明核糖体与蛋白质合成有关。两个关键技术是亚细胞组份分离技术和放射性标记技术。2．说明人体单倍体染色体组中四种rRNA基因的组成、排列方式和拷贝数。 答: 在人基因组的四种rRNA基因中，18S、5.8S和28S rRNA基因是串联在一起的，每个基因被间隔区隔开，5S的rRNA基因则是编码在另一条染色体上。前3个基因组成一组，分布在人的13、14、15、21、22 等5条染色体上。在间期核中，所有这5条染色体rRNA 基因区域，转录时聚集在一起，形成一个核仁。在人体单倍体染色体组中，每组rRNA 基因有200个拷贝。每一拷贝为一个rDNA转录单位。这3个基因是纵向串联排列在核仁组织者的DNA上。真核细胞核糖体的5S rRNA基因则是独立存在于一个或几个染色体上，拷贝数达几千个。在人的细胞中，该基因的拷贝有24000个之多，它们串联排列在1号染色体接近末端处。 3．根据3H标记的尿嘧啶和放线菌素D研究人的培养细胞前体rRNA的合成，推测出前体rRNA的加工过程，请问3H标记的尿嘧啶和放线菌素D各起什么作用? 答: 3H标记的尿嘧啶是追踪RNA的，而加入放线菌素D是为了阻断RNA的合成，这样随着RNA加工的进程，rRNA分子越来越小，便于判断。如果不阻断RNA合成，新合成的45SrRNA就会干扰判断。在上述的研究中发现，当人的细胞同3H标记的尿嘧啶共培养25分钟后，被标记rRNA 的沉降系数是45S，加入放线菌素D阻断RNA的合成后，标记的45S rRNA首先转变成32S的rRNA，随着培养时间的延长，逐渐出现被标记的28S、18S的rRNA。 4. 有人用核糖体重组实验得到一些重要的结论，你能说出一、二吗? 答: 这些结果包括以下几个方面：①30S亚基的蛋白质专同16S rRNA结合; 50S 亚基的蛋白质只同23S rRNA结合，如果把30S亚基rRNA和50S 亚基的蛋白质相混合，则不能装配成有功能的亚基。②从不同种细菌提取30S 亚基的rRNA和蛋白质，可装配成有功能的30S 亚基，这表明不存在种间差异。③原核生物核糖体与真核生物核糖体的亚基彼此不同，由二者的rRNA和蛋白质重组后的核糖体没有功能。④大肠杆菌的核糖体与玉米叶绿体核糖体亚基重组后具有功能。⑤由于不同生物的线粒体核糖体大小不同，由55S到80S不等，而原核生物的核糖体基本稳定，所以线粒体的核糖体亚基同原核生物核糖体亚基相互交换形成的杂合核糖体没有功能。 5. 真核细胞中核糖体的合成和装配过程如何? 答: 整个过程相当复杂，首先要合成与核糖体装配有关的蛋白质，这些蛋白质包括核糖体结构蛋白和与前体rRNA加工有关的酶。它们都是在细胞质的游离核糖体上合成，然后迅速集中到细胞核并在核仁区参与核糖体亚基的装配。而组成核糖体亚基的18S rRNA、5.8 SrRNA和28S rRNA基因则是在核仁中边转录边参与核糖体亚基的装配，5S rRNA却是在细胞核中转录后运送到核仁中参与核糖体亚基的装配。装配过程中，45S RNA、5S RNA同