作為機器的核糖體(the ribosome)
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每個細胞裡的每一個蛋白質,都由同一座工廠搭建——一種微小而緻密的顆粒,叫核糖體。一個細胞裡就有成千上萬乃至上百萬個,它們合起來是生物學中最忙碌的機器,以每秒數個胺基酸的速度源源不斷吐出新的蛋白質鏈。核糖體正是遺傳訊息最終化為實物的地方。
核糖體由兩塊互相嵌合的部件組成:一個小亞基和一個大亞基。小亞基握住mRNA,並在此把密碼子與到來的tRNA反密碼子相配對——它負責閱讀。大亞基則是真正發生化學反應之處:它把胺基酸一個個連成鏈。每個亞基本身都是一團特殊的RNA分子(核糖體RNA)纏繞著幾十個蛋白質。一個令人震驚的發現(憑2009年諾貝爾獎獲得認可)是:催化——也就是每個肽鍵的形成——是由核糖體RNA完成的,而非蛋白質。核糖體是一種核酶,一種由RNA構成的酶。蛋白質大多只是鷹架;幹活的是RNA。
這一個事實重塑了我們對生命起源的看法。如果製造一切蛋白質的核心機器本身竟是由RNA運轉的,那麼RNA很可能更早就存在,身兼兩職(儲存訊息和催化反應),早於蛋白質和DNA接管之前——這正是RNA世界假說的核心。在實用層面,核糖體在醫學上也至關重要:細菌的核糖體與我們的差異足夠大,許多抗生素——紅黴素、四環素、鏈黴素——正是靠卡住細菌的核糖體而起效,卻不動你自己的核糖體。
各部件的大小用它們在離心機中沉降的快慢來表示(以斯維德伯格單位S計)。細菌核糖體為70S,分成30S的小亞基和50S的大亞基;人類細胞質中的核糖體更大,為80S(40S + 60S)。
細菌(70S)與真核(80S)核糖體大小不同——許多抗生素正是利用了這一差異。
「70S」中的S是沉降速率,而非質量,所以這些數字在算術上並不相加(30S + 50S = 70S,而非80S)。這是當初這些單位測量方式留下的一個怪癖。