第十一章 核糖体

第十一章 核糖体
名词解释
1、 氨酰-tRNA合成酶 aminoacyl-tRNA synthetase
将氨基酸和对应的tRNA的3’端进行共价连接形成氨酰-tRNA的酶。不同的氨基酸被不同的氨酰-tRNA合成酶所识别。
2、 多聚核糖体 polyribosome/polysome
由多个甚至几十个核糖体串联在一条mRNA分子上进行肽链合成的核糖体与mRNA的聚合体。
3、 核酶 ribozyme
具有催化作用的RNA分子。
4、 核糖体 ribosome
十八大的意义
由数种rRNA和50多种核糖体蛋白组成的大分子复合物,具有一个大亚基和一个小亚基,是蛋白质合成的地方。
5、 P位点 P(peptidyl) site
核糖体在延伸多肽链过程中的肽酰tRNA结合位点。
6、r RNA
存在于核糖体重的RNA分子,称为r RNA,在原核细胞的核糖体中r RNA包括23S、16S、5S三条分子,真核细胞中含25-28S、18S、5.8S、5S四种分子。其主要功能是:具有肽酰转移酶的活性;为t RNA提供结合位点;为多种蛋白质合成分子提供结合位点;在蛋白质合成起始时参与同m RNA选择性地结合以及在肽链的延伸中与m RNA结合。
6、 肽酰转移酶 peptidyl transferase
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。
7、 SD序列 SD sequence
厦门园博园简介是位于原核细胞mRNA起始密码子上有的一段与核糖体小亚基的16S rRNA结合的特殊序列。在蛋白质合成起始时,它介导mRNA与小亚基的结合。
思考题
1、 以80S核糖体为例,说明核糖体的结构成分及功能。
真核生物核糖体沉降系数为80S,由40S小亚基和60S大亚基组成,其中大亚基包含49种r蛋白和28S、5.8S、5S三条rRNA分子,小亚基包括33种r蛋白和18S rRNA分子。
rRNA构成核糖体的核心,决定其形态。蛋白质位于核糖体的表面或填充rRNA之间的空隙。核糖体的功能是合成蛋白质。
蛋白质的功能:协助rRNA形成三维结构,微调核糖体的构象,可能与rRNA共同起催化作用。
rRNA的功能;结合mRNA,提供A位点、P位点和E位点,具有肽酰转移酶的活性,形成肽
通道等。
2、 已知核糖体上有哪些活性部位?它们在多肽合成中各起什么作用?
1) 与mRNA结合的位点:蛋白质的起始合成首先需要mRNA与小亚基结合。
2) A位点:与新掺入的氨酰-tRNA结合的位点,氨酰基位点,又称A位点
3) P位点:与延伸中的肽酰-tRNA结合的位点,肽酰基位点,又称P位点
4) E位点:脱氨酰tRNA的离开A位点到完全释放的一个位点,E位点
5) 与肽酰tRNA从A位点转移到P位点有关的转移酶的结合位点。
6) 肽酰转移酶的催化位点。
7) 与蛋白质合成有关的其他起始因子、延伸因子和终止因子的结合位点。
3、 何为多聚核糖体?以多聚核糖体的形式行使功能的生物学意义是什么?
(1)多聚核糖体:多个甚至几千个核糖体串联在一条m RNA分子上高效进行肽链合成的聚合体。
(2)意义:细胞内多种多肽的合成,不论其相对分子质量的大小或是m RNA的长短,单位时间内所合成的多肽分子数目大体相等。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有效。
4、 试比较原核细胞与真核细胞的核糖体在结构组分及蛋白质合成上的异同点。
(1)结构组成
①相同的:核糖体的形态、组分相似,均由r蛋白和rRNA组成;核糖体蛋白和RNA分子一级序列高度同源,二级结构也非常相似。②不同:真核生物核糖体为80S,由40S小亚基和60S大亚基组成,其中大亚基包含49种r蛋白和28S、5.8S、5S三条rRNA分子,小亚基包括33种r蛋白和18S rRNA分子。原核生物的核糖体为70S,由30S小亚基和50S大亚基组成,其中大亚基包含31种r蛋白和23S、5S两条rRNA分子,小亚基包括21种r蛋白和16S rRNA。
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(2)翻译过程
①相同:蛋白质合成都以多聚核糖体行程进行;合成过程相似,首先小亚基在起始因子的协助下与m RNA起始位点特异结合,形成起始复合物,随后大亚基结合,在延伸因子作用下进行多肽的合成;起始密码子都是AUG;生物蛋白质合成起始物的组分相似。②不同:真核生物蛋白质合成过程更复杂;起始蛋白质合成复合物与mRNA结合的位点不同,原核生物30S直接在起始密码子AUG附近形成起始复合体,而在真核中小亚基首先识别mRNA的5’端,然后再移到起始位点,和大亚基结合;原核生物合成起始的第一个氨基酸是甲酰甲硫氨酸,延伸中为甲硫氨酸,真核生物中起始和延伸的都使用甲硫氨酸,只是起始和延伸的tRNA自身结构不同;原核和真核蛋白合成中起始复合物中各组分装配顺序不同;原核细胞也可用GUG作为起始密码子。
5、 有哪些实验证据表明肽酰转移酶是rRNA,而不是蛋白质?rRNA催化功能的发现有什么意义?
ca4肽酰转移酶是rRNA而不是蛋白质的主要依据如下。
①很难确定核糖体中哪一种蛋白质具有催化功能。
②在E.coli中核糖体蛋白质突变甚至缺失对蛋白质合成并没有表现出“全”或“无”的影响。
③多数抗蛋白质合成抑制剂的突变株,并非由于r蛋白的基因突变而往往是rRNA基因突变。yjh
④在整个进化过程中,rRNA的结构比核糖体蛋白质的结构具有更高的保守性。
⑤纯化的23SrRNA(含少于5%的蛋白质)具有肽酰转移酶的活性。
rRNA催化功能的发现对于研究生命的进化具有重要的意义,既具有遗传信息的载体功能又具有催化功能的rRNA在进化上可能出现在DNA和蛋白质之前
6、 你认为最早出现的简单生命体中的生物大分子是什么?为什么?
推测最早出现的简单生命体中的生物大分子应是既具有遗传信息载体功能由具有酶的催化功能。当今细胞遗传信息装置中的DNA、RNA和蛋白质三种生物大分子,DNA仅具有信息载体功能,无酶的活性;蛋白质具有多种酶的活性而尚未发现有遗传信息载体功能;只有RNA既具有遗传信息载体功能由具有酶的催化功能。因此,推测RNA可能是生命起源中最早的生物大分子。
例如,许多病毒如艾滋病病毒和流感病毒等的基因信息载体就是RNA,故称RNA病毒
具有催化作用的RNA,统称核酶,不仅可催化RNA和DNA水解、连接、mRNA剪接,在体外还可催化RNA聚合反应以及RNA的磷酸化、氨酰基化和烷基化。核糖体rRNA具有肽酰转移酶的活性,在蛋白质合成中起着关键作用。
在长期进化过程中RNA催化产生了蛋白质,进而DNA取代了RNA的遗传信息载体的功能,蛋白质取代了绝大部分RNA作为酶河南师范大学学报的功能,逐渐演化成今天遗传信息流的中心法则。

本文发布于:2024-09-20 23:30:47,感谢您对本站的认可!

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