• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.基本简介
  • 4.历史沿革
  • 5.组成
  • 6.功能
  • 6.1.mRNA的翻译
  • 6.2.翻译共折叠
  • 6.3.添加不依赖翻译的氨基酸
  • 7.分类
  • 7.1.细菌核糖体
  • 7.2.真核生物核糖体
  • 7.3.线粒体核糖体和质体核糖体
  • 7.4.游离核糖体
  • 7.5.膜结合核糖体
  • 8.结构
  • 9.超微结构
  • 10.生物合成
  • 11.核糖体的起源
  • 12.分化的核糖体
  • 13.核糖体蛋白
  • 14.参考资料

核糖体

细胞器

核糖体(Ribosome),旧称“核糖核蛋白体”或“核蛋白体”1,普遍被认为是细胞中的一种细胞器。

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除哺乳动物成熟的红细胞,植物筛管细胞外,细胞中都有核糖体存在。一般而言,原核细胞只有一种核糖体,而真核细胞具有两种核糖体(其中线粒体中的核糖体与细胞质核糖体不相同)。

需要指出的是,因为核糖体的结构和其他细胞器有显著差异,如没有膜包被、由两个亚基组成、因为功能需要可以附着至内质网或游离于细胞质,核糖体有时不被认为是一类细胞器,而是细胞内大分子。

核糖体在细胞中负责完成“中心法则”里 由RNA到蛋白质这一过程,此过程在生物学中被称为“翻译”。在进行翻译前,核糖体小亚基会先与从细胞核中转录得到的信使RNA(messenger RNA,简称“mRNA”)结合,再结合核糖体大亚基构成完整的核糖体之后,便可以利用细胞质基质中的转运RNA(transfer RNA,简称“tRNA”)运送的氨基酸分子合成多肽。当核糖体完成对一条mRNA单链的翻译后,大小亚基会再次分离。

基本信息

  • 药品名称

    核糖体

  • 别名

    核糖核蛋白体

  • 外文名称

    Ribosome

  • 领域

    生物学2

  • 发现时间

    1953年

  • 发现者

    Ribinson和Broun

  • 构成

    由RNA(rRNA)和蛋白质

  • 缩写

    RI

基本简介

核糖体

核糖体是细胞内一种核糖核蛋白颗粒(ribonucleoprotein particle),主要由RNA(rRNA)和蛋白质构成,其功能是按照mRNA的指令将遗传密码转换成氨基酸序列并从氨基酸单体构建蛋白质聚合物。核糖体又被称为细胞内蛋白质合成的分子机器。

历史沿革

20世纪50年代中期,细胞生物学家George Emil Palade利用电子显微镜首先观察到了核糖体。

20世纪50年代末期,Richard B. Roberts创造了"核糖体"(ribosome)一词,取自"核糖核酸"("ribo")和希腊语词根"soma"(意为"体")。

1974年,Albert Claude, Christian de Duve和George Emil Palade 由于发现核糖体而被授予诺贝尔生理医学奖。

2009年,Venkatraman Ramakrishnan, Thomas A. Steitz和Ada E. Yonath 由于解析了核糖体的结构和作用机制而获得诺贝尔化学奖。

组成

核糖体是一种高度复杂的细胞机器。它主要由核糖体RNA(rRNA)及数十种不同的核糖体蛋白质(r-protein)组成(物种之间的确切数量略有不同)。核糖体蛋白和rRNA被排列成两个不同大小的核糖体亚基,通常称为核糖体的大小亚基。核糖体的大小亚基相互配合共同在蛋白质合成过程中将mRNA转化为多肽链。

原核生物的核糖体的直径约为20 nm,由65%rRNA和35%核糖体蛋白组成3。真核生物核糖体的直径在25到30 nm之间,rRNA与蛋白质的比率接近14。细菌和真核生物的核糖体亚基非常相似5

用于描述核糖体亚基和rRNA片段的测量单位是Svedberg单位,代表的是离心时亚基的沉降速率而不是它的大小。例如,细菌70S核糖体由50S和30S亚基组成。

功能

mRNA的翻译

核糖体的主要功能是将遗传密码转换成氨基酸序列并从氨基酸单体构建蛋白质聚合物。mRNA包含一系列密码子,被核糖体解码以产生蛋白质。核糖体以mRNA作为模板,核糖体通过移动穿过mRNA的每个密码子(3个核苷酸),将其与氨酰基-tRNA提供的适当氨基酸配对。氨基酰基-tRNA的一端含有与密码子互补的反密码子,另一端携有适当的氨基酸。核糖体利用大的构象变化快速准确地识别合适的tRNA6。通常与含有第一个氨基酸甲硫氨酸的氨酰基-tRNA结合的核糖体小亚基与AUG密码子结合,并招募核糖体大亚基。核糖体含有三个RNA结合位点:即A、P和E位点。A位点结合氨酰基-tRNA或终止释放因子7;P-位点结合肽基-tRNA(与tRNA结合的tRNA)多肽链);E位点(出口)结合游离tRNA。蛋白质合成始于mRNA5'末端附近的起始密码子AUG。 mRNA首先与核糖体的P位点结合。核糖体通过使用原核生物中的mRNA的Shine-Dalgarno序列和真核生物中的Kozak盒来识别起始密码子。

翻译共折叠

核糖体积极参与蛋白质折叠8。在某些情况下,核糖体对于获得功能性蛋白质至关重要。例如,深度打结蛋白质的折叠依赖于核糖体将链条推过附着的环9

添加不依赖翻译的氨基酸

核糖体质量控制蛋白Rqc2的存在与mRNA非依赖性的蛋白质多肽链的延伸相关10。这种延伸是核糖体通过Rqc2带来的tRNA添加CAT尾部的结果。