2021 09/10基因日签
当亚基聚集在一起时核糖体结构发生改变
.壹.
关键概念
当全核糖体形成时，30S亚基的头部会环绕颈部旋转。
.贰.
关键概念
50S亚基的肽基转移酶活性位点在全核糖体中比在单一50S亚基的活性更大。
.叁.
关键概念
30S亚基和50S亚基之间的界面富含液状接触。
翻译 小结
他们氨酰tRNA能识别与mRNA中的密码子，它有互补于密码子的反密码子，并带有对应此密码子的氨基酸。一个特殊的tRNA起始子（在原核生物中，它是fMet-tRNAf；在真核生物中，它是Met-tRNAi）识别启动所有编码序列的密码子AUG。
完成翻译后的核糖体进入游离核糖体库中，分开的大小亚基处于平衡之中。小亚基与mRNA结合，进而与大亚基结合，并产生完整的能进行翻译的核糖体。原核生物起始位点的识别需要rRNA的3‘端序列与Shine-Dalgarno基序结合，它位于mRNA的AUG（或GUG）密码子的前面；而真核生物mRNA的识别包含5’端帽结构的结合，然后小亚基通过扫描寻找AUG密码子而转移到起始位点。当它识别了合适的AUG（常常是它遇到的第一个，但并不总是这样）后，就与大亚基结合。
一个核糖体能同时携带两个氨酰tRNA：它的P位被肽基tRNA占据，这个肽基tRNA携带了已经合成的肽链；而A位用来容纳携带下一个氨基酸的氨酰tRNA。细菌核糖体还有E位，tRNA在参与完蛋白质合成后，在释放之前可从这个位点经过。接着，P位上的肽被转到A位的氨酰tRNA上，这样，在P位上产生空载tRNA和在A位上产生肽基tRNA。
在肽键形成后，核糖体延着mRNA位移一个密码子的距离，将空载tRNA位移到E位，而肽基tRNA从A位移到P位。位移由延伸因子EF-G催化。与核糖体的其他几个阶段一样，这一步需要GTP的水解。
翻译是一个昂贵的过程。好几个阶段的反应都需要ATP，包括tRNA与氨基酸合成反应以及mRNA的解开。据估计，在快速生长的细菌中，多至90%的合成的ATP是用来合成蛋白质的。
在翻译的各个步骤中还需要一些额外因子，我们根据它们与核糖体周期性地结合与解离来定义它们。其实因子参与了原核生物的起始。IF3因子参与了30S亚基与mRNA的结合，并对30S亚基保持游离状态是有作用的。IF2因子参与fMet-tRNAf与30S亚基的结合，并在起始反应中帮助它排斥其他的氨酰tRNA。在tRNA起始子结合到起始复合体后，GTP发生水解。为了让大亚基加入起始复合体，这些起始因子必须被释放出去。
真核生物的其实需要更多的因子，一些参与了40S亚基与mRNA的5‘端帽的结合，此时tRNA起始子则与另一组因子结合。在这个起始结合后，小亚基在mRNA上扫描直到它发现正确的AUG起始密码子。最后，其实因子被释放，而60S亚基结合到起始复合体上。
原核生物的EF因子参与了延伸反应。EF-Tu因子使氨酰tRNA结合到70S核糖体上。EF-Tu因子释放时，GTP被水解，EF-Tu活性的再生需要EF-Ts因子。EF-G因子用来位移。EF-Tu因子和EF-G因子与核糖体的结合是相互排斥的，这保证了在下一步进行之前上一步反应已经完成。
终止发生在三种特殊密码子UAA、UAG和UGA的任何一处。Ⅰ类释放因子能特异地识别终止密码子，并激活核糖体水解肽基tRNA；Ⅱ类RF因子用来帮助Ⅰ类RF因子从核糖体上释放。GTP结合因子IF2、EF-Tu、EF-G和RF3都有相似的结构，当它们与tRNA结合后，后两者可模仿前两者的RNA蛋白质结构，它们都结合在同一核糖体位点——G因子结合位点。
核糖体是核糖核蛋白颗粒，它的主要质量由RNA提供。各种核糖体的形状都是相似的，但只有细菌的70S核糖体被细致地描述过。小亚基（30S）为南瓜形，头部和身体都有一道沟分开，身体占据了2/3的质量。大亚基更接近于球形，在右侧有一个明显的茎部，还有一个中央隆起，小亚基上所有蛋白质的定位已经基本清楚。
每个亚基都含有一个单独的主rRNA，原核生物中是16S和23S rRNA，真核生物中是18S和28S rRNA。在大亚基中还有一个较次要的rRNA，最有名的为5S rRNA。两个主要的rRNA都含有配对的碱基，主要存在形式是带单链环的、短的、不完全配对的双链体茎结构。通过比较大量的不同物种所勾画的rRNA的序列或二级结构，可以找出rRNA中的保守特征。16S rRNA含有4个独立的结构域；23S rRNA含有6个；真核生物的rRNA还存在附加的结构域。
晶体结构显示在30S亚基上，RNA和蛋白质的分布是不均匀的。RNA被集中于与50S亚基接触的界面，50S亚基有一个蛋白质表面，一条长杆形的双链RNA交叉地结合着这种结构。30S和50S亚基的结合通过16S和23S rRNA之间的接触来实现的。
每个亚基都有几个活性中心，集中于蛋白质合成的翻译结构域中。肽链从与膜相连的出口结构域离开核糖体。主要的活性位点是P位、A位、E位、EF-Tu因子和EF-G因子结合位点、肽基转移酶和mRNA结合位点。在翻译过程中，核糖体的构型可能会发生变化。主要rRNA中特定区域的可接近性的差异已经查明。
A位和P位上的tRNA互相平行。反密码子环在30S亚基的一个沟处和mRNA结合，tRNA的其余部分与50S亚基结合。A位的tRNA构象变换需要它的氨酰末端与P位的肽基tRNA的末端并排。连接了P位和A位的肽基转移酶位点由23S rRNA组成，它具有肽基转移酶催化活性，虽然核糖体蛋白对它获得正确的结构仍然很重要。
rRNA在翻译中的活性原理被理解核糖体功能的突变所揭示，通过化学交联法检测可以获得核糖体与mRNA或tRNA的相互作用，以及核糖体需要保持与mRNA或tRNA个别碱基配对相互作用。在合成起始，rRNA的3’端可与mRNA配对。内部区域可与P位和A位中的tRNA接触。核糖体rRNA是一些能抑制翻译的抗生素或其他试剂的作用靶位点。
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THE END
