核糖体,旧称“核糖核蛋白体”或“核蛋白体”,普遍被认为是细胞中的一种细胞器。
除哺乳动物成熟的红细胞,植物筛管细胞外,细胞中都有核糖体存在。一般而言,原核细胞只有一种核糖体,而真核细胞具有两种核糖体(其中线粒体中的核糖体与细胞质核糖体不相同)。
需要指出的是,因为核糖体的结构和其他细胞器有显著差异,如没有膜包被、由两个亚基组成、因为功能需要可以附着至内质网或游离于细胞质,核糖体有时不被认为是一类细胞器,而是细胞内大分子。
按在细胞中的分布分类可分为游离核糖体和附着核糖体。
游离核糖体位于细胞质基质中,主要合成结构性蛋白(内源性蛋白);
附着核糖体主要附着在粗面内质网(RER)上,负责合成膜蛋白和水溶性蛋白(分泌蛋白、膜蛋白、溶酶体蛋白、驻留蛋白)。
核糖体的主要功能是将遗传密码转换成氨基酸序列并从氨基酸单体构建蛋白质聚合物。
核糖体积极参与蛋白质折叠。在某些情况下,核糖体对于获得功能性蛋白质至关重要。例如,深度打结蛋白质的折叠依赖于核糖体将链条推过附着的环。
核糖体质量控制蛋白Rqc2的存在与mRNA非依赖性的蛋白质多肽链的延伸相关。这种延伸是核糖体通过Rqc2带来的tRNA添加CAT尾部的结果。
核糖体在肽基转移和肽基水解这两个极其重要的生物过程中起催化作用。
1.合成核糖体RNA(rRNA):rRNA的合成发生在细胞核中的核仁区域,由三种不同的rRNA分子组成,即5S rRNA、18S rRNA和28S rRNA。这些rRNA分子是由RNA聚合酶I和RNA聚合酶III合成。
2.合成核糖体蛋白质:核糖体蛋白质是由核糖体蛋白质基因转录产生的。这些基因组织在细胞核中,经过转录和转录后修饰产生蛋白质前体,然后在核外进一步经历切割、修饰和成熟过程,最终形成核糖体蛋白质。
3.核糖体组装:合成的rRNA和蛋白质分子在细胞核中进行组装。先是5S rRNA与部分核糖体蛋白质组成小核糖体亚基(小核糖体),同时18S rRNA与大量核糖体蛋白质组成大核糖体亚基(大核糖体)。然后大核糖体亚基与小核糖体亚基结合,形成功能完整的核糖体。
总结来说,核糖体的形成需要经过rRNA的合成、核糖体蛋白质的合成以及核糖体亚基的组装等一系列生物合成过程。完成后,核糖体即可参与到蛋白质合成的过程中。