2000年科学第二突破——核糖体新发现

【字体: 时间:2000年12月26日 来源:

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在2000年,研究者获得了对细胞最重要的“演员”之一——“蛋白质工厂”核糖体作出了目前为止最深入的了解。每个细胞内两个蛋白-RNA亚基一定会彼此相配地结合在一起,形成可以制造蛋白质的大分子——核糖体。生物学家们一直热切地期盼可以对这个复合物深入了解,以找到关于它如何以令人称奇的精确度制造蛋白的线索。在过去的12个月中,几个研究组已经让我们的眼睛亮了起来,以原子水平展示了核糖体的结构。科学家们获得的新的核糖体图表明小亚基如何相对大亚基进行移动,以使得可能不断地增加氨基酸到初生的蛋白质上。


对大亚基结构获得的新进展揭示出充当细胞确切的蛋白化学家的片段。RNA自身作为一个酶分子,催化多肽链上氨基酸与氨基酸之间连接的肽键的形成。RNA的激活作用的发现帮助支持RNA分子存在于生命的最初形式,之后才产生蛋白质的理论。


今年获得其它的结果证明了核酶的古老性。对植物中的光合复合物——叶绿体中所有核糖体蛋白进行的一项研究,发现了25个可以在细菌中找到相应结构,而只有4个对植物是特有的,表明核糖体在进化过程中,植物和动物分开之前产生。


此外,在名为archaea的微生物中发现了名为snoRNAs的蛋白-RNA颗粒。snoRNAs专一地存在于细胞的核仁中,但是archaea没有核仁,表明snoRNAs在核仁出现之前出现,也是早期生命的一部分。


最后,很明显细胞有几个防止蛋白的制造出错的机制。对核糖体存在一个缺陷的肝细胞进行的研究表明这些细胞可以长大,但是不能进行复制,因此它们将这个缺陷传递给后代细胞。其它的研究表明,另一种类型的RNA,名为tmRNA,可以造成出错蛋白合成的“短路”,并且对未完成的产物进行标记以立即降解。

 

参考文献:

T. R. Cech, "The Ribosome Is a Ribozyme," Science 289, 878 (11 August 2000).

P. Nissen et al., "The Structural Basis of Ribosome Activity in Peptide Bond Synthesis," Science 289, 920 (11 August 2000).

N. Ban et al., "The Complete Atomic Structure of the Large Ribosomal Subunit at 2.4 Å Resolution," Science 289, 905 (11 August 2000).

F. Schluenzen et al., "Structure of Functionally Activated Small Ribosomal Subunit at 3.3 Å Resolution," Cell 102, 615 (September 2000).

S. Volarevic et al., "Proliferation, But Not Growth, Blocked by Conditional Deletion of 40S Ribosomal Protein S6," Science 288, 2045 (16 June 2000).

S.C. Agalarov et al., "Structure of the S15,S6,S18-rRNA Complex: Assembly of the 30S Ribosome Central Domain, Science 288, 107 (7 April 2000).

B. T. Wimberly et al., "Structure of the 30S ribosomal subunit," Nature 407, 327 (21 September 2000).

T. V. Pestova et al., "The Joining of Ribosomal Subunits in Eukaryotes Requires eIF5B," Nature 403, 332 (20 January 2000).

J. Frank, et al., "A Ratchet-like Inter-Subunit Reorganization of the Ribosome During Translocation," Nature 406, 318 (20 July 2000).

H. Stark et al., "Large-Scale Movement of Elongation FactorG and Extensive Conformational Change of the Ribosome during Translocation," Cell 100, 301 (February 2000).

K. C. Keiler et al., "tmRNAs That Encode Proteolysis-Inducing Tags Are Found in All Known Bacterial Genomes: A Two-Piece tmRNA Functions in Caulobacter," Proceedings of the National Academy of Sciences 97, 7778.

 

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