核糖体结构由什么组成 核糖体的组成( 二 )


富含蛋白质的食物
一般健康的成年人每天每公斤体重需要大约0.8克蛋白质 。
蛋白质的基本单位是氨基酸 。人体内有20种氨基酸,可分为三类:必需氨基酸、半必需氨基酸和非必需氨基酸 。
氨基酸结构式
肽链由氨基酸脱水缩合而成,不同氨基酸的不同排列组合形成各种类型的蛋白质 。据估计,人体内有超过10万种蛋白质 。蛋白质是由一条或多条肽链组成的生物大分子,每条肽链含有几十到几百个氨基酸残基 。
人体内有很多种蛋白质 。虽然它们的性质和功能不同 , 但都是由20种氨基酸组成,在体内不断代谢更新 。
氨基酸形成蛋白示意图
蛋白质有以下功能:
①催化作用:具有催化作用的蛋白质通常称为酶,生物体内的一切化学反应都必须经过酶的催化 。
②运动功能:从最低级的细菌鞭毛运动到高等动物的肌肉收缩,都是通过蛋白质来实现的 。比如肌肉的松弛和收缩是通过粗丝和细丝的相对滑动来实现的,而粗丝的主要成分是肌球蛋白 , 细丝的主要成分是肌动蛋白 。
③转运功能:在生命活动过程中,许多小分子和离子都是由各种特定的蛋白质来转运的 。比如血液中的血浆白蛋白可以转运多种小分子物质,红细胞中的血红蛋白可以转运氧气 。
血红蛋白分子示意图
④支撑和保护功能:在高等动物中,骨骼和结缔组织具有机械支撑功能,而毛发、皮肤和指甲具有覆盖和保护功能 。它们主要由胶原蛋白、角蛋白和弹性蛋白组成 。
⑤免疫功能:免疫和防御功能是生物体所具备的一种防御手段,很多是通过蛋白质来实现的 。例如 , 抗体是一种高度特异性的蛋白质,能够识别并结合入侵生物体的外来物质,如病毒、细菌或蛋白质 。
⑥调节功能:在生物体内,肽和蛋白质激素在各种生命活动中起着极其重要的作用 , 包括代谢功能的调节 , 生长发育、分化的控制,生殖功能的调节和物种的延续 。此外,还有一些蛋白质可以接收和传递调节信息,如各种激素受体蛋白 。
蛋白质是以氨基酸为基本单位的生物大分子,具有特定的构象 。蛋白质的分子结构决定了它的功能 。一般蛋白质结构分为四个层次,包括一级结构、二级结构、三级结构和三级结构 。一般二级结构、三级结构、四级结构称为高级结构 。
一级结构:肽链中氨基酸残基的排列顺序称为蛋白质的一级结构 , 每种蛋白质都有明确的、唯一的氨基酸序列 。
二级结构:蛋白质分子中的肽链按照一定的规律卷曲形成特定的空结构,包括-螺旋结构和-折叠结构 。蛋白质的二级结构主要依赖于氨基酸残基中的亚氨基(-NH-)上的氢原子与羰基上的氧原子之间形成的氢键 。
蛋白质的四级结构
三级结构:肽链在二级结构的基础上,按照一定的空结构进一步形成更复杂的三级结构(通常是球形分子结构) 。肌红蛋白、血红蛋白等表面的空孔就是通过这种结构 。只要拿着一个血红素分子 。
四级结构:具有独立三级结构的多肽链通过非共价键相互连接形成聚合物结构 。例如,血红蛋白由四条具有三级结构的多肽链组成 , 其中两条是-链,另外两条是-链 。
生物体内蛋白质的合成
那么问题来了,蛋白质在生命体中是如何合成的呢?
1958年,英国生物学家克里克(发现DNA双螺旋结构的科学家)提出了分子生物学的中心法则:生物的遗传信息以DNA序列的形式储存在基因组中,DNA信息可以转录成mRNA(信使RNA),mRNA可以翻译成生物体内的各种蛋白质 。这些蛋白质承担了大部分生物功能 。翻译的主要职责是核糖体 。
DNA转录图
也就是说 , 核糖体是生物体内细胞内蛋白质合成的重要细胞器!
细胞器是细胞中具有特定形态结构和功能的微小器官,主要包括线粒体、内质网、中心体、叶绿体、高尔基体、核糖体等 。它们构成了细胞的基本结构,使细胞能够正常工作和运行 。
细胞中的细胞器
核糖体是一种细胞器,是椭圆形的颗粒体 。核糖体存在于除哺乳动物成熟红细胞和植物筛细胞以外的所有活细胞中 。它是蛋白质合成的重要细胞器,负责将mRNA翻译成蛋白质 。一般来说,原核细胞只有一种核糖体,真核细胞有两种核糖体(线粒体核糖体和细胞质核糖体) 。换句话说,核糖体是复杂的分子机器,将遗传信息翻译成蛋白质 。
电子显微镜下的核糖体
核糖体是如何被发现的?1953年 , 英国科学家里宾森和布朗用电子显微镜观察植物细胞时,发现细胞质中有一种颗粒状物质 。1955年,美国生物学家帕拉迪在动物细胞中看到了同样的粒子,并进一步研究了它的化学成分和结构 。1958年,美国科学家罗伯茨根据其化学成分将其命名为核糖体,又称核糖体 。

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