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全称为核糖核蛋白体,是一种颗粒状细胞器,是蛋白质合成的场所。哺乳动物除成熟的红细胞外,所有的细胞都含有核糖体。

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1 全称为核糖核蛋白体,是一种颗粒状细胞器,是蛋白质合成的场所。哺乳动物除成熟的红细胞外,所有的细胞都含有核糖体。
核糖体 (Ribosome) 全称为核糖核蛋白体,是一种颗粒状细胞器,是蛋白质合成的场所。哺乳动物除成熟的红细胞外,所有的细胞都含有核糖体。

2 一、核糖体的化学组成 主要是RNA和蛋白质。 r蛋白质:40%,核糖体表面 rRNA: %,,核糖体内部 编码rRNA的基因称rDAN。

3 二、核糖体的一般特征 (一)核糖体的形态结构
在电镜下,是电子密度较高的圆形或椭圆形致密小颗粒,直径15~30nm。每个核糖体由大、小两个亚基组成。

4 大亚基侧面观略呈圆锥形,在一侧伸出三个突起。
小亚基侧面观呈弧形

5 真核细胞核糖体 原核细胞核糖体 mRNA

6 在大亚基的中央还有一与其底面相垂直的中央管。在蛋白质合成时,新生的多肽链经中央管通过ER膜进入ER腔中。
aa 40S 60S tRNA mRNA 中央管

7 核糖体的功能定位: P位:肽酰tRNA结合位置 转肽酶位又称为T因子 GTP酶位 P A G T 因子 mRNA 3' 5'
A位:氨酰tRNA结合位置 P位:肽酰tRNA结合位置 转肽酶位又称为T因子 GTP酶位 mRNA 5' 3' P A G T 因子

8 核糖体的聚合和解聚 核糖体的大、小亚基间可因环境条件及生理状态的改变而发生聚合和解离。 [Mg2+]<1mM时,大、小亚基解离;
60S 40S 80S 120S

9 根据核糖体的来源和沉降系数不同,分为三类
三、核糖体的类型 根据核糖体的来源和沉降系数不同,分为三类 原核细胞核糖体:70S 大亚基50S,由23S、5S rRNA和32(34)种蛋白质组成。 小亚基30S,由16S rRNA和21种蛋白质组成。 真核细胞核糖体:80S 大亚基60S,由28S、5S 、5.8S rRNA和约49种蛋白质组成。 小亚基40S,由18S rRNA和33种蛋白质组成。 真核细胞器核糖体: 线粒体:55~88S,不同来源的Mi,核糖体的大小不同 动物线粒体内的核糖体:55~60S 高等植物细胞线粒体的核糖体:77~80S

10 根据在细胞中存在的情况分为: 游离核糖体、附着核糖体 多聚核糖体

11 核糖体的功能 游离核糖体:合成细胞自身的结构蛋白以及催化各种生化反应的酶蛋白;血红蛋白;肌动蛋白和肌球蛋白
附着核糖体:合成外输性蛋白、溶酶体酶蛋白、膜镶嵌蛋白

12 细胞内蛋白质的生物合成

13 一、 DNA的复制 DNA复制(replication ): DNA分子合成一个与自己相同的DNA分子的过程。其结果DNA含量增加一倍。

14 DNA复制的基本形式和过程 半保留复制 (semi-conservative replication) 解旋2条单链
G—C T—A C—G A-T G-C 半保留复制 (semi-conservative replication) 1 解旋2条单链 T A T A A T C G G C T A T A AA C G C TTGCG 分别以2条单链为模板按碱基配对原则形成与亲代DNA分子相同的两条子链。每条子链中一条多核苷酸链是亲代DNA分子即模板链,另一条是互补合成的。 A—T G—C A A-T C—G T -T T—A A—T G—C C—G A-T 2 C G G C A T AA C G C TTGCG

15 DNA复制所需的原料、引物、酶和某些蛋白
原料: dNTP (dATP, dTTP, dGTP, dCTP) DNA复制所需的引物 RNA引物:长度一般为4~12个核苷酸。引物的出现可能提高DNA复制的无差错性,为DNA聚合酶提供3,-OH DNA复制所需的酶和蛋白质 (1)、DNA聚合酶:作用是将脱氧核苷酸连接成DNA。 (2)、RNA聚合酶:催化RNA引物的合成。 (3)、 DNA解链酶:解开DNA双链。解链时需ATP供能。

16 (4)、DNA连接酶:连接DNA链3-OH末端和相邻DNA链5-P末端,使二者生成磷酸二酯键,从而把两段相邻的DNA链连接成一条完整的链。在复制中起最后接合缺口的作用。
(5)、单链DNA结合蛋白(SSB):与被解开的DNA单链结合,使其不再缠结而便于作模板——去螺旋稳定蛋白(HDP)。

17 :切断DNA双链中的一股,使DNA解链旋转时不致缠结,待张力解除后又把切口封闭。
拓扑异构酶I 与复制有关的另外两种酶 拓扑异构酶 拓扑异构酶II :稳定螺旋结构;当复制完毕时,使着丝粒处连锁着的两个DNA分子分离。 :保证真核细胞内线性DNA的复制进行得彻底和完善。 端粒酶(端粒末端转移酶)

18 真核细胞DNA复制特点: 1. 碱基互补配对 2. 半保留复制 3. 复制的方向性 4. 复制是不连续的
2. 半保留复制   3. 复制的方向性 4. 复制是不连续的 复制子(replicon) , 复制叉(replication fork)     先行链和后随链  冈崎片段        5. 多个复制子双向复制    6.复制的不同步性 7.复制的引物:RNA 片段

19 5´ 3´ 3´ 5´ 3´ 5´ 3´ 5´ 5´ DNA聚合酶I和连接酶 3´ 解链酶 解链酶 解链酶 解链酶 引发体 引发体 引发酶
II SSB 引发体 引发酶 RNA 引物 SSB 聚合酶 II 引物 RNA 解链酶 SSB 引发体 引发酶 解链酶 聚合酶 II DNA聚合酶I和连接酶 RNA 引物 聚合酶 II SSB 解链酶

20 阶段一 阶段二

21 阶段三 阶段四

22 端粒酶的催化延长作用 爬行模型

23 DNA聚合酶复制子链 进一步加工

24 二 . 基 因 的 表 达

25 外显子:具有编码意义 编 码 区 内含子:无编码意义 结构基因 前导区 启动子 尾部区 非编码区 调 控 区 增强子 终止子

26 (一)、转录transcrpition 转录 :
指DNA合成RNA的过程( DNA 分子的3‘ 5’为模板链也叫反编码链; 5‘  3’链叫编码链)。 转录产物 转运RNA(tRNA) 核仁以外的常染色质转录的。 信息RNA(mRNA) 核糖RNA(rRNA) 5.8S、18S、28SrRNA由核仁内的常染色质转录,5SrRNA由核仁以外常染色质转录 转录的阶段 粗转录阶段 加工阶段

27 参与转录的物质 原料: NTP (ATP, UTP, GTP, CTP) 模板: DNA
酶: RNA聚合酶(RNA polymerase, RNA-pol) 其他蛋白质因子

28 真核细胞的转录酶系统 RNA聚合酶Ⅰ:45srRNA,最终转录产物是 18s、28s、5.8s rRNA。
    RNA聚合酶Ⅱ:hnRNA(核不均一RNA),最 终转录产物是mRNA。     RNA聚合酶Ⅲ:tRNA前体和5SrRNA, 最终产物是tRNA和5srRNA

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33 mRNA的加工过程 转录 带帽 剪接 加尾 加工 DNA 5 3 5 3 hnRNA 5 3 5 3 成熟的mRNA  
内含子1(I1) 内含子2(I2) 外显子 3 (E3) 外显子 2 (E2) 5 3 TATA框 RNA聚合酶结合 决定转录起始点 CAAT框 控制转录频率 外显子 1 (E1) AATAAA 回文顺序 转录 内含子1(I1) 内含子2(I2) 外显子 3 (E3) 外显子 2 (E2) 5 3 外显子 1 (E1) AATAAA 回文顺序 hnRNA 带帽 剪接 加尾 加工 5 3 外显子 3 (E3) 外显子 2 (E2) 外显子 1 (E1) AATAAA 回文顺序 外显子 3 (E3) 外显子 2 (E2) 5 3 外显子 1 (E1) AATAAA mGmG 成熟的mRNA AAAAAAAAAAAAA 内含子1(I1) 内含子2(I2) 内含子1(I1) 内含子2(I2) 内含子1(I1) 内含子2(I2) mRNA的加工过程

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35 鸡卵清蛋白成熟mRNA与DNA杂交电镜图

36 CH3 ︱ 5′— 5′ (二)戴帽:首先,RNA5’端起始核苷酸的P与鸟苷三磷酸形成5’-5’键。
5′— 5′ (二)戴帽:首先,RNA5’端起始核苷酸的P与鸟苷三磷酸形成5’-5’键。 然后,在鸟苷酸7位N上甲基化,完成戴帽(帽O) 在真核生物中、下一个A的2’-0位甲基化,形成帽1。

37 tRNA的加工

38 * tRNA的三级结构 —— 倒L形 * tRNA的功能 活化、搬运氨基酸到核糖体,参与蛋白质的翻译。

39 rRNA的加工 核仁外区域 核仁内 45S rRNA 5.8S rRNA 酶切 18S rRNA 28S rRNA
5S rRNA在核仁外区域rRNA基因转录合成

40 核蛋白体RNA的结构与功能 * rRNA的结构 * rRNA的功能 参与组成核蛋白体,作为蛋白质生物合成的场所。

41 真核生物 5S rRNA 28S rRNA 5.8S rRNA 18S rRNA 原核生物 5S rRNA 23S rRNA

42 逆转录

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44 (二)、遗传信息的翻译 携带某种遗传信息的mRNA转录出来后经加工剪接,从细胞核进入细胞质,再与核糖体大、小亚基以及甲硫氨酸tRNA结合
形成起始复合体, 蛋白质合成开始

45 1.遗传密码表The Genetic Code          

46 2.蛋白质合成的起始 Protein Synthesis
氨基酸的活化:氨酰基—tRNA的形成 tRNA-氨酰基活化酶 氨基酸 氨酰基—tRNA ATP ADP

47 3、肽链合成的开始

48 3.肽链合成的延伸

49 4.蛋白质合成的终止

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52 中心法则 RNA 转录 翻译 Protein DNA 逆转录

53 蛋白质翻译后修饰 基因2.5万 蛋白质20万→200万之间 在真核细胞内迄今已发现200种 以上的蛋白质修饰方式。

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55 蛋白质翻译后修饰方式: 蛋白质的糖基化 蛋白质的磷酸化:调解蛋白质活性的方式
蛋白质的泛素化:共价修饰蛋白质,调节基因表达、染色质结构、信号转导、基因组损伤修复 蛋白质的去乙酰化:调节系列蛋白的功能 蛋白质的羟基化 蛋白质的氧化 ……

56                                                                            Go to Internal Link Structure Page Return to Replication Fork Home Page

57 3’5’磷酸二酯键

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60 5 3 5 3 5 3 5 3 5 3 5 3 复制起始点 复制叉 复制起始点 岗崎片段 复制叉 先导链 RNA引物
后导链(延迟链)

61 DNA复制过程显示复制的不连续性、先行链和后随链

62 5’ 3’ 3’ HO 5’ ATP DNA连接酶 ADP 5’ 3’ 3’ 5’ DNA复制 DNA连接酶


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