核糖体、线粒体课件

核糖体、线粒体1核糖体概述1897年，首次观察到核糖体，当时称其为核外染色质。1955年，Palade用电镜观察到大鼠腺细胞的核糖体，命名为

“Palade颗粒”。1958年，Roberts提出用“ribosome”来命名核糖体，ribosome是核糖核蛋白体的意思，中文简称核糖体。Palade，1955.“Notethatinthematrixtherearenumeroussmallanddensegranules(g)whichappeartohaveparticularaffinityforthemembranelimitingthecavitiesoftheendoplasmicreticulum.”2核糖体概述概念：核糖体是合成蛋白质的细胞器，其功能是按照mRNA的指令由tRNA转运来的氨基酸，在其有限空间内高效且精确地合成多肽链。“蛋白质合成机”基本类型：附着核糖体：附着于糙面内质网或外核膜表面。游离核糖体：游离于细胞质中。70S的核糖体：原核细胞；线粒体、叶绿体内的核糖体与70S核糖体类似。80S的核糖体：真核细胞胞质。主要成分：r蛋白质：40%，核糖体表面。rRNA：60%，核糖体内部。4核糖体形态结构核糖体普遍分布于原核细胞和真核细胞；线粒体基质和叶绿体基质中含有核糖体。哺乳动物的成熟红细胞中没有核糖体；非细胞形态的病毒不含核糖体。5核糖体形态结构核糖体活性功能部位核糖体结合位点：位于小亚基，识别并结合mRNA。氨酰位：又称A位点，位于大亚基，是新掺入的氨酰-tRNA与mRNA密码子识别结合的位点。肽酰位：又称P位点，位于小亚基，结合延伸中的肽酰-tRNA。出口位：又称E位点，位于大亚基，是肽酰-tRNA移交肽链后，tRNA释放的位点。中央管出口：位于大亚基，释放多肽链。肽酰转移酶的催化位点、起始因子、延伸因子、终止因子等的结合位点。6蛋白质合成过程1）起始因子-3(IF-3)介导30S小亚基与mRNA结合，形成IF3-30S亚基-mRNA复合物。2）IF-2介导fMet-tRNA与mRNA的AUG互补结合，形成”IF2-30S亚基-mRNA-fMet-tRNA”30S起始前复合物。3）在GTP与Mg2+参与下，50S亚基与30S起始前复合物结合，IF-2与IF-3脱落，形成”30S亚基-mRNA-50S亚基-fMet-tRNA”70S起始复合物。fMet-tRNA占据P位，A位空缺。（一）氨基酸活化（二）起始8蛋白质合成过程1）进位：第二个氨酰-tRNA进入A位。2）成肽：肽酰转移酶催化A位氨酰-tRNA的氨基与P位肽酰-tRNA的羧基形成肽键。3）移位：核糖体沿5‘—3‘方向移动一个密码子，原来P位的tRNA移到E位，A位的肽酰-tRNA移到P位，A位空出。4）释放：移到E位的tRNA释出。核糖体循环：蛋白质合成过程中肽链延伸阶段的进位、成肽、移位、释放的全过程称为核糖体循环，每经过一次循环，肽链增加一个氨基酸。（三）肽链延伸9蛋白质合成过程1）mRNA的终止密码（UAA\UAG\UGA）进入A位，阻止氨酰-tRNA进位。2）相关释放因子（RF）识别结合A位终止密码；P位的肽酰-tRNA经酶解肽链与tRNA分离。3）肽链由中央管出口释放，tRNA从P位脱落，大小亚基解聚并与mRNA分离。（四）终止10多核糖体概念：细胞内蛋白质合成时，一个mRNA分子可结合多个核糖体，同时进行多条多肽链的合成；当前一个核糖体结合mRNA启动多肽链合成并向mRNA3‘端移动一定距离后，下一个核糖体就结合到mRNA起始位点。这种多个核糖体与同一mRNA结合的聚合体称为多聚核糖体。意义：提供mRNA利用率，在一定时间内合成更多的蛋白质。12线粒体概述30亿年前地球的假想环境厌氧菌早期地球大气中主要含有氢气、氨气、水，缺乏氧气生命形式主要为厌氧菌能量代谢方式为无氧代谢，如糖酵解、发酵作用等13线粒体概述30亿年前地球的假想环境厌氧菌新型的光合作用方式水氧气大气环境改变新型生命体出现蓝细菌（蓝藻）2.4——2.7亿年前,地球大气中开始逐渐积累越来越多的氧气。14线粒体线粒体在氧化反应带来的自然选择过程中出现氧气对厌氧菌产生威胁自然选择压力生命体进化出自我保护机制抵抗氧毒性，并能利用氧气产生能量真核细胞进行有氧呼吸产生能量的过程在特化的细胞器中进行——线粒体线粒体概述16贴壁生长的成纤维细胞中，镜下观察线粒体为短线状小体放大观察可见线粒体能以bean-shaped形态存在，长度约为1至4μm。

线粒体概述17CardiacmuscleAmoeba

AdrenalcortexAstrocyteFishpseudobranchAdrenalsteroidsecretingcells多形性18Dramaticchangesinshape可塑性在活细胞内使用荧光标记观察到的线粒体形状剧烈变化的现象20线粒体结构线粒体外膜包裹整个线粒体线粒体的外部边界线粒体内膜线粒体的内部边界形成线粒体嵴膜间隙线粒体基质21线粒体嵴概念：线粒体内膜内陷突入基质形成的内折结构成为线粒体嵴；嵴的存在大大增加了线粒体内膜的表面积，提高了ATP合成的效率。22Three

dimensionalreconstructionofamitochondrion深蓝色:线粒体外膜浅蓝色:线粒体内膜的内部边界部分黄色:线粒体嵴线粒体结构24ATPsynthaseparticles线粒体结构线粒体基粒：线粒体内膜特别是嵴膜基质面上带柄的球状颗粒称为基粒。基粒是由多个蛋白亚基组成的大分子蛋白，其化学本质是ATP合酶，能将呼吸链电子传递过程中释放的能量用于ADP磷酸化生成ATP。25线粒体化学组成线粒体主要由蛋白质和脂质组成可溶性蛋白：酶、周边膜蛋白不溶性蛋白：整合膜蛋白、膜镶嵌酶蛋白脂类以磷脂为主外膜与内膜化学组成上的差异外膜蛋白与脂质的比例约为1：1内膜蛋白与脂质的比例约为4：1膜间隙的化学组成与胞质相似基质的化学组成以参与能量代谢的酶类为特征28TestBestselection

Whichofthefollowingcellsdoesnotcontainmitochondria()

LivercellB.Redbloodcell

MusclecellSecretingcellShortanswers/briefessays

Pleasedescribethestructureofmitochondria

29TestWrightorwrongIngeneral,animalcellshavemoremitochondriathanplantcells.()DNAmutationofmitochondriaismorecommoninoldmenthan()inyoungpeople.3.Keshandiseaseisdirectlycausedbymitochondriadysfunction,()anddeficiencyofseleniumisoneofit’sprimarypathogeny.30细胞呼吸在氧分子的参与下，细胞分解各种大分子物质，产生二氧化碳；同时将分解代谢所释出的能量储存于ATP中。这一过程称为细胞呼吸，又成为生物氧化或细胞氧化。本质上是线粒体中的一系列由酶催化进行的氧化还原反应反应在恒温、恒压条件下进行所产生的能量储存于ATP的高能磷酸键中整个反应分步进行，能量逐步释放反应过程需要水分子参与31细胞呼吸糖类、蛋白质和脂肪消化水解产物，进一步分解为共同产物乙酰CoA，进入三羧酸循环。三羧酸循环在线粒体基质中完成，是物质氧化的最终共同途径。线粒体成为绝大多数细胞代谢过程中最终的能量转换和输出中心。32电子传递和氧化磷酸化线粒体基质中大分子分解代谢产生携带高能电子的NADH和FADH2NADH和FADH2通过电子传递链将高能电子最终传至氧分子电子传递过程中形成跨线粒体内膜的质子电化学梯度差电化学梯度差储存的的能量用来合成ATP氧化过程：电子传递链完成磷酸化过程：ATP合酶完成线粒体中的能量代谢33电子传递和氧化磷酸化I：NADH-CoQ还原酶II：琥珀酸-CoQ还原酶III：CoQ-细胞色素c还原酶IV：细胞色素c氧化酶34电子载体黄素蛋白（FMN，FAD）CoQ细胞色素类（含铁血红素）铁硫中心（FeS）铜原子电子传递和氧化磷酸化35氧化还原电位越高，氧化性（获得电子的能力）越强电子传递链各组分氧化还原电位逐级升高电子自由能逐级降低电子逐级传递电子传递链的氧化还原电位电子传递和氧化磷酸化36质子电化学梯度差驱动ATP合成电子传递和氧化磷酸化37线粒体的半自主性半自主性细胞器：自身含有遗传表达系统(自主性)；但编码的遗传信息十分有限，其RNA转录、蛋白质翻译、自身构建和功能发挥等必须依赖核基因组编码的遗传信息(自主性有限)。线粒体DNAmtDNA为双链环状，不与组蛋白结合，部分遗传密码与通用遗传密码不同mtDNA以半保留方式进行自我复制mtDNA的复制不限于S期，可以发生在整个细胞周期mtDNA的转录类似于原核细胞38线粒体的半自主性线粒体蛋白质合成1）合成蛋白质的种类十分有限酵母线粒体主要酶复合物的生物合成39线粒体的半自主性线粒体蛋白质合成2）蛋白质合成体系对核基因组具有依赖性40核基因编码的线粒体蛋白质及其转运线粒体中的蛋白质98%以上由核DNA编码，在细胞质核糖体合成后转运到线粒体。绝大多数运送到线粒体基质，少数输入膜间隙及插入内