DNA转录示意图
也就是说,在生物体内的细胞中,核糖体是进行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。它们组成了细胞的基本结构,使得细胞能正常的工作和运转。
细胞中的细胞器
核糖体是细胞器的一种,为椭球形的粒状小体。除了哺乳类成熟红细胞和植物筛管细胞外,所有活细胞中均有核糖体存在,它是进行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,而真核细胞中则有两种核糖体(线粒体核糖体和细胞质核糖体)。换句话说,核糖体是将基因信息翻译成蛋白质的复杂分子机器。
电子显微镜下的核糖体
核糖体是怎么发现的呢?1953年,英国科学家罗宾逊(Ribinson)和布朗(Brown)用电子显微镜观察植物细胞时,发现细胞质中存在一种颗粒物质。1955年,美国生物学家帕拉德(Palade)在动物细胞中也看到同样的颗粒,并进一步研究其化学组成和结构。1958年,美国科学家罗伯茨(Roberts)根据化学成分将其命名为核糖核蛋白体,简称核糖体,又称核蛋白体。
细菌核糖体的X射线结构图
核糖体具有什么样的功能呢?20世纪40年代,科学家翰墨林(J. Hanmerling)和布拉舍(J. Brachet)在实验中发现,伞澡和海胆在除去细胞核后,仍然能进行一段时间的蛋白质合成,首次证明细胞质与蛋白质的合成有关。1955年,扎梅奇尼克(P. C. Zamecnic)使用14C标记的氨基酸饲喂小白鼠,之后将小鼠*死,然后取出肝脏细胞分析其化学组成。结果发现大部分14C渗入蛋白质,并且与核糖体有关系。这样,细胞内蛋白质的合成就与核糖体联系起来了。1960年,雅各布(F. Jacob)和雅克·莫诺(J. Monod)提出假设:核糖体是非专一的蛋白质合成装置,核糖体是通过mRNA(信使RNA)上的碱基排列信息来决定蛋白质的合成。一年以后,这个假设被科学家用实验得以证实。
现在科学家对核糖体已经有了比较全面的认识了。细菌等原核细胞的核糖体比较小,由50S和30S两个大小不同的亚基组成,分子质量分别为80万和150万,可以以游离形式存在,也可以与mRNA结合形成串状的多核糖体,平均每个细胞约2万个核糖体。真核细胞的核糖体体积较大,相对分子质量约390~450万,由60S和40S两个亚基组成,同样可以以游离形式存在,也可以与细胞内质网结合形成粗面内质网,所含数目为百万至千万个。其它细胞器如线粒体,叶绿体以及细胞核内也都有自己的核糖体。