【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 4種 tRNA基因 2個(gè) rRNA基因 (12S、 16SrRNA)基因 12種多肽鏈基因 L鏈 (9個(gè)基因 ) H鏈 (28個(gè)基因 ) 37個(gè)基因(16,569bp) 二、 mtDNA的功能 一般生物與線粒體遺傳密碼比較 含 義 一般生物 線粒體 UGA 終止信號(hào) (各種生物 )色氨酸 CUA 亮氨酸 (酵母 )蘇氨酸 AGA 精氨酸 (果蠅 )絲氨酸 AGA(G) 精氨酸 (哺乳 )終止信號(hào) AUA 異亮氨酸 (哺乳 )蛋氨酸 酵母幾種主要線粒體酶復(fù)合物的生物合成 酶復(fù)合物 亞 基 數(shù) 目 總 數(shù) 細(xì)胞質(zhì)核糖 體合成數(shù)目 線粒體核糖 體合成數(shù)目 細(xì)胞色素氧化酶 7 4 3 細(xì)胞色素 bc1復(fù)合酶 7 6 1 ATP酶 (寡酶素敏感 ) 9 5 4 核糖體大亞基 30 30 0 核糖體小亞基 22 21 1 線粒體 DNA復(fù)制酶 復(fù)制中的線粒體 DNA 線粒體外膜 線粒體內(nèi)膜 線粒體 DNA RNA轉(zhuǎn)錄 線粒體 RNA聚合酶 氨基酸 轉(zhuǎn)錄 線粒體中合成的蛋白質(zhì) 三羧酸循環(huán)的可溶性蛋白質(zhì) 線粒體氨酰 tRNA合成酶 線粒體核糖體蛋白質(zhì) 膜上的酶復(fù)合體 細(xì)胞質(zhì)中合成的蛋白質(zhì) 氨酰 tRNA 組成線粒體各部分蛋白質(zhì)，絕大多數(shù)都是由核 DNA編碼并在細(xì)胞質(zhì)核糖體上合成后再運(yùn)送到線粒體各自的功能位點(diǎn)上。 三、線粒體蛋白質(zhì)的運(yùn)送 (一 ).線粒體 蛋白質(zhì) 跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的特點(diǎn) : ? 后翻譯轉(zhuǎn)移 ； ? 導(dǎo)肽指 導(dǎo)轉(zhuǎn)運(yùn)； 導(dǎo)肽 的特征 : ? 線粒體前體蛋白質(zhì) N端 的 一段信號(hào)序列稱為導(dǎo)肽 ； 導(dǎo)肽 由大約 20～ 80個(gè)氨基酸構(gòu)成； ? 含大量堿性氨基酸及其羥基氨基酸 (絲 )； ? 不 含酸性氨基酸； ? 形成一個(gè)兩性 α 螺旋，帶正電荷和不帶電荷的疏水氨基酸殘基分別位于螺旋的兩側(cè)； ? 前體蛋白質(zhì) 在跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)前后，需分子伴侶的參與完成解折疊 (unfolding)和重折疊 (refolding)。 mitochondrial protein import (二 ). 轉(zhuǎn)運(yùn)涉及轉(zhuǎn)位因子等多種蛋白 : ? TOM(translocase of outer membrane)復(fù)合體：負(fù)責(zé)通過(guò)外膜 ； ? TIM(translocase of inner membrane)復(fù)合體： TIM23負(fù)責(zé)將蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到基質(zhì)，或安裝在內(nèi)膜上； TIM22負(fù)責(zé)將某些轉(zhuǎn)運(yùn)器蛋白質(zhì)插入內(nèi)膜； ? OXA復(fù)合體 ：負(fù)責(zé)將線粒體合成的 蛋白質(zhì) 和某些進(jìn)入基質(zhì)的 蛋白質(zhì) 插到內(nèi)膜上 。 (三 ).內(nèi)外膜 間 的接觸點(diǎn) : ? 線粒體內(nèi)、外膜之間存在著接觸點(diǎn)，導(dǎo)肽牽引蛋白質(zhì)前體運(yùn)送時(shí)，可通過(guò)內(nèi)外膜的接觸點(diǎn)，一步進(jìn)入基質(zhì) 。 preprotein with presequence preprotein with internal signals Mitochondrial processing peptidase Mature carrier protein Mature matrix protein matrix Chaperone systerm mitochondrial protein import machinery cytosol 分子伴侶在胞質(zhì)溶膠中與多肽結(jié)合 轉(zhuǎn)運(yùn)序列結(jié)合到線粒體的受體上 細(xì)胞質(zhì)分子伴侶隨著 ATP的水解而發(fā)生多肽轉(zhuǎn)運(yùn) 線粒體 分子伴侶結(jié)合并釋放 轉(zhuǎn)運(yùn)多肽 ,伴隨釋放 ATP水解 多肽折疊 ,也許有另一個(gè)線粒體分子伴侶的幫助 多肽翻譯后轉(zhuǎn)入線粒體內(nèi)的模型 細(xì)胞質(zhì) Hsp70 轉(zhuǎn)運(yùn)序列 Contact Sites of Mitochondria 第十四章 核糖體 ribosome ? 1930s年， Claude在暗視野顯微鏡下 發(fā)現(xiàn) ；稱之為微體 (microsome)； ? 1955年， Palade在 電鏡下觀察腺細(xì)胞 時(shí)也發(fā)現(xiàn)，并稱其為 Palade particle； ? 1958年， Roberts命名為 ribosome； ? 核糖體為 非膜性的細(xì)胞器。 ? Gee E. Palade ? Born: 19 November 1912, Iasi, Romania ? Died: 7 October 2022, Del Mar, CA, USA ? Affiliation at the time of the award: Yale University, School of Medicine, New Haven, CT, USA ? Albert Claude ? Born: 24 August 1898, Longlier, Belgium ? Died: 22 May 1983, Brussels, Belgium ? Affiliation at the time of the award: Universit233。 Catholique de Louvain, Louvain, Belgium ? Christian de Duve Born: 2 October 1917, Thames Ditton, United Kingdom ? Affiliation at the time of the award: Rockefeller University, New York, NY, USA, Universit233。 Catholique de Louvain, Louvain, Belgium The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1974 to them: “for their discoveries concerning the structural and functional anization of the cell” 第十四章 核糖體 ribosome 第一節(jié) 核糖體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與存在形式 一、形態(tài)結(jié)構(gòu) ? 非膜性細(xì)胞器 。 ? 電鏡：高電子密度的圓形或橢圓形致密小顆粒； 真核細(xì)胞核糖體的外形及其剖面 60S 原核生物 大亞基 小亞基 柄 中心突 嵴 平臺(tái) 頭部 裂溝 基部 50S 30S mRNA 40S mRNA tRNA 多肽 中央管 真核生物 ? Venkatraman Ramakrishnan ? Born: 1952, Chidambaram, Tamil Nadu, India ? Affiliation at the time of the award: MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge, United Kingdom ? Field: Biochemistry, structural chemistry ? Thomas A. Steitz ? Born: 23 August 1940, Milwaukee, WI, USA ? Affiliation at the time of the award: Yale University, New Haven, CT, USA, Howard Hughes Medical Institute ? Field: Biochemistry, structural chemistry ? Ada E. Yonath ? Born: 22 June 1939, Jerusalem, Israel ? Affiliation at the time of the award: Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel ? Field: Biochemistry, structural chemistry The Nobel Prize in Chemistry 2022 to them: “for studies of the structure and function of the ribosome” 二、存在形式 + +Mg++1~10mmol/L Mg++＜ 1mmol/L 單體 80S 60S 40S +Mg++＞ 10mmol/L 二聚體 120S 多聚核糖體 — Mg++ 存在類型 單核糖體 多聚核糖體 游離 (附著 )核糖體 第十四章 核糖體 ribosome 第二節(jié) 核糖體的基本類型與化學(xué)成分 一、核糖體的基本類型 根據(jù)來(lái)源的生物類群 不同 : 原核生物核糖體 真核生物核糖體 細(xì)胞器核糖體 細(xì)胞質(zhì)核糖體 葉綠體核糖體 線粒體核糖體 二、核糖體的化學(xué)成分 70S核糖體 50S 30S 80S核糖體 60S 40S 23S RNA 16S RNA 28S RNA RNA 5S RNA 18S RNA ~34種蛋白質(zhì) ~21種蛋白質(zhì) ~49種蛋白質(zhì) ~33種蛋白質(zhì) 5S RNA ? rRNA的 主要作用 ： ? 具有肽酰轉(zhuǎn)移酶的活性； ? 為 tRNA提供結(jié)合位點(diǎn) (A位點(diǎn)、 P位點(diǎn)和 E位點(diǎn) )； ? 為多種蛋白質(zhì)合成因子提供結(jié)合位點(diǎn) 。 ? 在蛋白質(zhì)合成起始時(shí)參與同 mRNA選擇性地結(jié)合以及在肽鏈的延伸中與 mRNA結(jié)合； ? 核糖體大小亞單位的結(jié)合、校正閱讀 (proof reading)、無(wú)意義鏈或框架漂移的校正、以及抗菌素的作用等都與 rRNA有關(guān) 。 ? r蛋白質(zhì)的主要功能 ： ? 對(duì) rRNA折疊成有功能的三維結(jié)構(gòu)是十分重要的； ? 在蛋白質(zhì)合成中 , 某些 r蛋白可能對(duì)核糖體的構(gòu)象 起 “ 微調(diào) ” 作用 ； ? 在核糖體的結(jié)合位點(diǎn)上甚至可能在催化作用中 , 核糖體蛋白與 rRNA共同行使功能 。 第十四章 核糖體 ribosome 第三節(jié) 核糖體的生物發(fā)生與自組裝 ? 組裝場(chǎng)所：核仁 (真核細(xì)胞 )； ? rRNA是高度保守的，有些序列是完全一致的。盡管不同種的 rRNA一級(jí)結(jié)構(gòu)可能有所不同，但它們都折疊成相似的二級(jí)結(jié)構(gòu) ； 核糖體小亞單位 rRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu) (a) 16S rRNA； (紅色為高度保守區(qū) )