核生物构造简述
原核生物只有一种核糖体,而真核生物则具有位于细胞不同部位的多种类型:其中包括普遍存在的核糖体、游离核糖体、内质网上的附着核糖体、线粒体及叶绿体内的特有核糖体(对植物而言)。
游离核糖体与内质网核糖体具有相似的构造,且相对原核生物的核糖体要更大,内含更多的rRNA和蛋白质。而线粒体和叶绿体内的核糖体则相对较小,但它们与原核生物的核糖体在基本结构和功能上保持一致。
对于细菌,其70S核糖体由30S的小亚基和50S的大亚基组成。具体来说,30S小亚基含有16S RNA(包含1540个核苷酸)以及21种核糖体蛋白质;大亚基则包括5S RNA(120个核苷酸)、23S RNA(2900个核苷酸)以及31种核糖体蛋白。
真核生物的核糖体则是80S,位于胞质中。具体构造为40S小亚基和60S大亚基。其中,40S亚基含有18S RNA(包含1900个核苷酸)和33种蛋白质;而60S大亚基则包含5S RNA(120个核苷酸)、28S RNA(4700个核苷酸)、5.8S RNA(160个核苷酸)以及46种核糖体蛋白。
在真核生物中,线粒体中的核糖体被称为线粒体核糖体,而叶绿体内的特有核糖体则称为叶绿体核糖体。它们的构造与细菌的相似,都是由大小亚基与蛋白质结合而成。
物化学家利用细菌与真核生物之间在核糖体构造上的差异,开发了如氨基糖苷类抗生素、四环素类抗生素等蛋白质合成抑制剂类抗生素。这些物能够特异性地细菌感染,因为细菌的70S核糖体对这些物敏感,而真核生物的80S核糖体则不然。
游离核糖体在细胞质中自由移动,并负责生成被释放到细胞质中使用的蛋白质。由于细胞质中的还原性环境,它不能产生含有二硫键的蛋白质。
当合成某些细胞器所需的蛋白质时,膜结合的核糖体会与膜结合。在真核细胞中,这种结合发生在粗糙内质网上。新产生的多肽链被直接插入ER中,并通过途径转运至其目的地。
在遗传密码的翻译过程中,核糖体的主要作用是将mRNA中的密码子解码为氨基酸序列,并从氨基酸单体构建蛋白质聚合物。mRNA作为模板,指导着氨基酸的正确配对和蛋白质的合成。
核糖体还积极参与蛋白质折叠过程,对获得功能性蛋白质至关重要。在某些情况下,例如深度打结蛋白质的折叠过程就离不开它的协助。并且发现一种称为Rqc2的核糖体质量控制蛋白与mRNA非依赖性的蛋白质多肽链延伸有关联。
在肽基转移和肽基水解等生物过程中,核糖体也起到了催化作用。这些过程对于维持生命的正常运转具有重要意义。