核糖体是怎么认读mRNA中遗传密码的

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疑难问题:教材中强调了转录过程中RNA聚合酶识别基因启动部位,那么核糖体是怎么认读mRNA中遗传密码的呢?教材中有这样的表述,但没有具体的内容解释。
1.核糖体的基本类型
生物有机体细胞内的核糖体,有两种类型:一种是70S(S为沉降系数单位)的核糖体,主要存在于原核细胞中;另一种是80S的核糖体,主要存在于真核细胞中。两者均由大小不同的两个亚单位构成。其中不同生物类型的大小亚单位中含有的rRNA是不同的,如典型的原核生物大肠杆菌核糖体是由50S大亚基和30S小亚基组成的。在完整的核糖体中,rRNA约占2/3,蛋白质约为1/3。50S大亚基含有34多肽链和两种RNA分子,相对分子质量大的rRNA的沉降系数为23S,相对分子质量小的rRNA为5S。30S小亚基含有21多肽链和一个16S的rRNA分子。
2.核糖体的活性部位
核糖体上具有一系列与蛋白质合成有关的结合位点和催化位点,保证翻译能顺利、快速的进行。
(1)与mRNA的结合位点
据资料,原核生物mRNA与核蛋白体小亚基结合的分子机制见下图。
mRNA的起始AUG上游约8~13核苷酸处。存在一段由4~9个核苷酸组成的共有序列-AGGAGG-,可被16SrRNA通过碱基互补精确识别。这段序列被称为核糖体结合位点。
(2)核糖体有3个tRNA的结合位点,分别称为A、P和E位点
与新掺入的氨酰tRNA的结合位点——氨酰基位点,又称A位点;与延伸中的肽酰tRNA的结合位点——肽酰基位点,又称P位点;肽酰转移后与即将释放的tRNA的结合位点——E位点。
(3)肽酰转移酶的催化位点
与肽酰tRNA从A位点转移到P位点有关的转移酶的结合位点,此外还有与蛋白质合成有关的其他起始因子、延伸因子和终止因子的结合位点。
综上所述,无论哪种核糖体,在执行功能时,即进行蛋白质合成时,常3-5个或几十个甚至更多聚集并与mRNA结合在一起,由mRNA分子与小亚基凹沟处结合,再与大亚基结合,形成一串,称为多聚核糖体(游离多聚核糖体及固着多聚核糖体),Polyribosome或Polysome。mRNA的长短,决定多聚核糖体的多少,可排列成螺纹状,念珠状等,多聚核糖体是合成蛋白质的功能团。此时,每一核糖体上均在以mRNA的密码为模板,翻译成蛋白质的氨基酸顺序。
在活细胞中,核糖体的大小亚基,单核糖体和多聚核糖体是处于一种不断解聚与聚合的动态平衡中,随功能而变化,执行功能量为多聚核糖体、功能完成后解聚为大、小亚基。