细胞生物学-第十一章.ppt

第十一章核糖体(ribosome);第一节核糖体的类型与结构;一、核糖体的根本类型与成分;二、核糖体的结构;结构与功能的分析方法;?同一生物中不同种类的r蛋白的一级结构

均不相同，在免疫学上几乎没有同源性。

?不同生物同一种类r蛋白之间具有很高

的同源性，并在进化上非常保守。;?蛋白质结合到rRNA上具有先后层次性。

?核糖体的重组装是自我装配过程;;蛋白质合成过程中很多重

要步骤与50S核糖体大亚单位相关;三、核糖体蛋白质与rRNA的功能分析;核糖体上具有一系列与蛋白质

合成有关的结合位点与催化位点;在蛋白质合成中肽酰转移酶的活性研究;核糖体蛋白;在核糖体中rRNA是起主要作用的结构成分;r蛋白质的主要功能;第二节聚核糖体与蛋白质的合成;一、多聚核糖体

(polyribosome或polysome)

;三、RNA在生命起源中的地位及其演化过程;生命是自我复制的体系;DNA代替了RNA的遗传信息功能;蛋白质取代了绝大局部RNA酶的功能;;;;;;;;L11-rRNA复合物的三维结构

(引自Porseet.al.,1999)

;;;;;;;核糖体最早是AlbertClaude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).

1950s中期，GeorgePalade在电子显微镜下观察到这种颗粒的存在。当时GeorgePalade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PhilipSiekevitz用亚细胞组份别离技术别离了这种颗粒，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，然后分级别离，发现在微粒体局部有大量新合成的放射性标记的蛋白质。后将微粒体局部进一步别离，得到核糖体和膜微粒，这一实验结果说明核糖体与蛋白质合成有关。

亚细胞组份别离技术和放射性标记技术是发现核糖体和鉴定核糖体功能的两个关键技术。;核酶发现的过程及其意义。

1981年，ThomasCech和他的同事在研究四膜虫的26SrRNA前体加工去除基因内含子时获得一个惊奇的发现∶内含子的切除反响发生在仅含有核苷酸和纯化的26SrRNA前体的溶液中，其中不含有任何蛋白质催化剂的。

合理的解释只能是:内含子切除是由26SrRNA前体自身催化的，而不是蛋白质。

为了证明这一发现，他们将编码26SrRNA前体DNA克隆到细菌中并且在无细胞系统中转录成26SrRNA前体分子。结果发现这种人工制备的26SrRNA前体分子在没有任何蛋白质催化剂存在的情况下，切除了前体分子中的内含子。这种现象称为自我剪接(self-splicing)，这是人类第一次发现RNA具有催化化学反响的活性，具有这种催化活性的RNA称为核酶。

这一发现之后不久，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前体加工等过程中都发现了自我剪接现象。

ThomasCech因发现了核酶而获得1989年诺贝尔化学奖。

核酶的发现在生命科学中具有重要意义，在进化上使我们有理由推测早期遗传信息和遗传信息功能表达者是一体的，只是在进化的某一进程中蛋白质和核酸分别执行不同的功能。核酶的发现为临床的基因治疗提供了一种手段，具有重要的应用前景。

请你设计实验，验证23SrRNA分子的肽酰转移酶活性。;;23SrRNA分子的肽酰转移酶活性证实

1992年，HarryNoller和他的同事用蛋白酶K、SDS以及苯酚等去垢剂处理大肠杆菌核糖体50S的亚基,将所有的蛋白质都破坏后,仍然具有肽酰转移酶的活性。

但是，用核酸酶处理核糖体,将rRNA降解后,肽酰转移酶的活性也随之丧失。这些结果提示是RNA而不是蛋白质具有催化肽键形成的作用。在细菌核糖体中，已确定23SrRNA分子中具有肽酰转移酶活性的区域。

;思考题：