什么是核糖體_由什么組成的
什么是核糖體_由什么組成的
核糖體是細(xì)胞內(nèi)一種核糖核蛋白顆粒，主要由RNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成，那么你對核糖體了解多少呢?以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于什么是核糖體的內(nèi)容，希望大家喜歡!
什么是核糖體
核糖體(Ribosome)，舊稱“核糖核蛋白體”或“核蛋白體”，普遍被認(rèn)為是細(xì)胞中的一種細(xì)胞器，除哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞外，細(xì)胞中都有核糖體存在。一般而言，原核細(xì)胞只有一種核糖體，而真核細(xì)胞具有兩種核糖體(其中線粒體中的核糖體與細(xì)胞質(zhì)核糖體不相同)。
需要指出的是，因?yàn)楹颂求w的結(jié)構(gòu)和其他細(xì)胞器有顯著差異，如沒有膜包被、由兩個(gè)亞基組成、因?yàn)楣δ苄枰梢愿街羶?nèi)質(zhì)網(wǎng)或游離于細(xì)胞質(zhì)，核糖體有時(shí)不被認(rèn)為是一類細(xì)胞器，而是細(xì)胞內(nèi)大分子。
核糖體在細(xì)胞中負(fù)責(zé)完成“中心法則”里 由RNA到蛋白質(zhì)這一過程，此過程在生物學(xué)中被稱為“翻譯”。在進(jìn)行翻譯前，核糖體小亞基會(huì)先與從細(xì)胞核中轉(zhuǎn)錄得到的信使RNA(messenger RNA，簡稱“mRNA”)結(jié)合，再結(jié)合核糖體大亞基構(gòu)成完整的核糖體之后，便可以利用細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(transfer RNA，簡稱“tRNA”)運(yùn)送的氨基酸分子合成多肽。當(dāng)核糖體完成對一條mRNA單鏈的翻譯后，大小亞基會(huì)再次分離。
英語中的“核糖體”(ribosome)一詞是由“核糖核酸”(“ribo”)和希臘語詞根“soma”(意為“體”)組合而成的。
核糖體的結(jié)構(gòu)
核糖體無膜結(jié)構(gòu)，主要由蛋白質(zhì)(40%)和RNA(60%)構(gòu)成。核糖體按沉降系數(shù)分為兩類，一類(70S)存在于細(xì)菌等原核生物中，另一類(80S)存在于真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中。他們有的漂浮在細(xì)胞內(nèi)，有的結(jié)集在一起。
核糖體的組裝
編碼rRNA的DNA片段稱rRNA基因，它是重復(fù)的多拷貝基因，人的一個(gè)細(xì)胞中約有200個(gè)拷貝。rDNA沒有組蛋白核心，是裸露的DNA節(jié)段，兩個(gè)相鄰基因之間為一段非轉(zhuǎn)錄的間隔DNA。轉(zhuǎn)錄時(shí)，RNA聚合酶沿DNA分子排列，此酶由基因頭端向末端移動(dòng)，轉(zhuǎn)錄好的rRNA分子從聚合酶處伸出，愈近末端愈長，并且從左右兩側(cè)均可伸出，呈羽毛狀。rRNA首先出現(xiàn)在纖維部，而后轉(zhuǎn)向顆粒部(圖：rRNA的轉(zhuǎn)錄)。
真核細(xì)胞的核糖體的大小亞基是在核中形成的，在核仁部位rDNA經(jīng)RNA聚合酶Ⅰ轉(zhuǎn)錄出45SrRNA(纖維部的纖維狀物質(zhì))，是rRNA的前體分子，與胞質(zhì)運(yùn)來的蛋白質(zhì)結(jié)合形成RNP復(fù)合體，45SrRNA甲基化以后經(jīng)RNA酶裂解為2個(gè)分子，18SrRNA和32SrRNA，后者再裂解為28SrRNA的5.8SrRNA。成熟的rRNA僅為45SrRNA的一半，丟失的大部分是非甲基化和GC含量較高的區(qū)域。5SrRNA的基因并不定位在核仁上，通常定位在常染色體，5SrRNA在核仁外經(jīng)RNA聚合酶Ⅲ合成后被轉(zhuǎn)運(yùn)至核仁區(qū)參與大亞基的裝配。28S，5.8S及5SrRNA與蛋白質(zhì)結(jié)合，形成RNP分子團(tuán)。為大亞基前體，分散在核仁顆粒區(qū)，再加工成熟后，經(jīng)核孔入胞質(zhì)為大亞基，18SrRNA也與蛋白質(zhì)結(jié)合，經(jīng)核孔入胞質(zhì)為小亞基。(圖：核糖體的組裝)大小亞基在胞質(zhì)中可解離存在，但在需要時(shí)可在Mg4<0.001M存在時(shí)，合成完整單核糖體，此時(shí)才具有合成功能，當(dāng)Mg4<0.001M時(shí)則又重新解離。
構(gòu)成核糖體的蛋白質(zhì)
與rRNA或核糖體亞基結(jié)合的蛋白質(zhì)有二類：一類與rRNA或核糖體亞基緊密連接，需高濃度鹽和強(qiáng)解離劑(如3mol/LLiCl或4mol/L尿素)才能將其分離,這類蛋白質(zhì)稱為"真"核糖體蛋白質(zhì)("realribosomalproteins")或簡稱為核糖體蛋白質(zhì)。如E.coli30S亞基上的21種蛋白質(zhì)及50S亞基上的34種蛋白質(zhì)(共54種，因?yàn)樾喕系腟20與大亞基上的L26是相同);或者在真核細(xì)胞40S亞基上的30種蛋白質(zhì)及60S亞基上的45-50種蛋白質(zhì)(共約80種)，即屬此類。而另一類蛋白質(zhì)則為與有功能的核糖體亞基疏松締合，能被0.5mol/L單價(jià)陽離子(如K+,NH4+)從亞基上洗脫，并對核糖體循環(huán)發(fā)揮調(diào)節(jié)作用的蛋白質(zhì)，如起始因子(IF或eIF)和延長因子(EF)等，稱為核糖體相關(guān)蛋白質(zhì)(proteins associated with ribosome;簡稱PAR)。PAR不是構(gòu)成核糖體的固有成分。
核糖體的分類
存在部位
可分為三種類型：細(xì)胞質(zhì)核糖體、線粒體核糖體、葉綠體核糖體。
生物類型
可分為兩種類型：真核生物核糖體和原核生物核糖體。
原核細(xì)胞的核糖體
原核細(xì)胞的核糖體較小，沉降系數(shù)為70S，相對分子質(zhì)量為2.5MDa，由50S和30S兩個(gè)亞基組成; 而真核細(xì)胞的核糖體體積較大，沉降系數(shù)是80S，相對分子質(zhì)量為3.9～4.5MDa，由60S和40S兩個(gè)亞基組成。典型的原核生物大腸桿菌核糖體是由50S大亞基和30S小亞基組成的。在完整的核糖體中，rRNA約占2/3，蛋白質(zhì)約為1/3。50S大亞基含有34多肽鏈和兩種RNA分子，相對分子質(zhì)量大的rRNA的沉降系數(shù)為23S，相對分子質(zhì)量小的rRNA為5S。30S小亞基含有21多肽鏈和一個(gè)16S的rRNA分子。
真核細(xì)胞的核糖體
真核細(xì)胞中，核糖體進(jìn)行蛋白質(zhì)合成時(shí)，既可以游離在細(xì)胞質(zhì)中，稱為游離核糖體(free ribosome)。也可以附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的表面，稱為膜旁核糖體或附著核糖體。參與構(gòu)成RER，稱為固著核糖體或膜旁核糖體，是以大亞基圓錐形部與膜接著游離核糖體(free ribosome)。分布在線粒體中的核糖體，比一般核糖體小，約為55S(35S和25S大、小亞基)，稱為胞器或線粒體核體。凡是幼稚的、未分化的細(xì)胞、胚胎細(xì)胞、培養(yǎng)細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞，它們生長迅速，在胞質(zhì)中一般具有大量游離核糖體。真核細(xì)胞含有較多的核糖體，每個(gè)細(xì)胞平均有106 ～107 個(gè)，而原核細(xì)胞中核糖體較少每個(gè)細(xì)胞平均只有15×102～18×103 個(gè)。真核細(xì)胞核糖體的沉降系數(shù)為80S，大亞基為60S，小亞基為40S。在大亞基中，有大約49種蛋白質(zhì)，另外有三種rRNA∶28S rRNA、5S rRNA和5.8S rRNA。小亞基含有大約33種蛋白質(zhì)，一種18S的rRNA。
無論哪種核糖體，在執(zhí)行功能時(shí)，即進(jìn)行蛋白質(zhì)合成時(shí)，常3-5個(gè)或幾十個(gè)甚至更多聚集并與mRNA結(jié)合在一起，由mRNA分子與小亞基凹溝處結(jié)合，再與大亞基結(jié)合，形成一串，稱為多聚核糖體(游離多聚核糖體及固著多聚核糖體)，Polyribosome或Polysome。mRNA的長短，決定多聚核糖體的多少，可排列成螺紋狀，念珠狀等，多聚核糖體是合成蛋白質(zhì)的功能團(tuán)。此時(shí)，每一核糖體上均在以mRNA的密碼為模板，翻譯成蛋白質(zhì)的氨基酸順序。在活細(xì)胞中，核糖體的大小亞基，單核糖體和多聚核糖體是處于一種不斷解聚與聚合的動(dòng)態(tài)平衡中，隨功能而變化，執(zhí)行功能量為多聚核糖體、功能完成后解聚為大、小亞基。
按在細(xì)胞中的分布分類
可分為游離核糖體和附著核糖體。
游離核糖體位于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，主要合成結(jié)構(gòu)性蛋白(內(nèi)源性蛋白);
附著核糖體主要附著在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(RER)上，負(fù)責(zé)合成膜蛋白和水溶性蛋白(分泌蛋白、膜蛋白、溶酶體蛋白、駐留蛋白)。
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