翻译与遗传密码

作为机器的核糖体(the ribosome)

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每个细胞里的每一个蛋白质,都由同一座工厂搭建——一种微小而致密的颗粒,叫核糖体。一个细胞里就有成千上万乃至上百万个,它们合起来是生物学中最忙碌的机器,以每秒数个氨基酸的速度源源不断吐出新的蛋白质链。核糖体正是遗传信息最终化为实物的地方。

核糖体由两块互相嵌合的部件组成:一个小亚基和一个大亚基。小亚基握住mRNA,并在此把密码子与到来的tRNA反密码子相配对——它负责阅读。大亚基则是真正发生化学反应之处:它把氨基酸一个个连成链。每个亚基本身都是一团特殊的RNA分子(核糖体RNA)缠绕着几十个蛋白质。一个令人震惊的发现(凭2009年诺贝尔奖获得认可)是:催化——也就是每个肽键的形成——是由核糖体RNA完成的,而非蛋白质。核糖体是一种核酶,一种由RNA构成的酶。蛋白质大多只是脚手架;干活的是RNA。

这一个事实重塑了我们对生命起源的看法。如果制造一切蛋白质的核心机器本身竟是由RNA运转的,那么RNA很可能更早就存在,身兼两职(储存信息和催化反应),早于蛋白质和DNA接管之前——这正是RNA世界假说的核心。在实用层面,核糖体在医学上也至关重要:细菌的核糖体与我们的差异足够大,许多抗生素——红霉素、四环素、链霉素——正是靠卡住细菌的核糖体而起效,却不动你自己的核糖体。

各部件的大小用它们在离心机中沉降的快慢来表示(以斯维德伯格单位S计)。细菌核糖体为70S,分成30S的小亚基和50S的大亚基;人类细胞质中的核糖体更大,为80S(40S + 60S)。

细菌(70S)与真核(80S)核糖体大小不同——许多抗生素正是利用了这一差异。

“70S”中的S是沉降速率,而非质量,所以这些数字在算术上并不相加(30S + 50S = 70S,而非80S)。这是当初这些单位测量方式留下的一个怪癖。

又称
ribosometranslation machine核糖体核糖體