能产生三磷酸腺苷的细胞器 和光刻机一样精密的细胞器

氯霉素和四环素,作为抗生素届的前浪,一同盯上了细菌体内用来合成蛋白质的“光刻机”:核糖体。

能产生三磷酸腺苷的细胞器 和光刻机一样精密的细胞器(1)

细菌虽小,也是一条命

细菌虽然个头很小,但是人家好歹也是一个完整的细胞,是一个独立的生命体。在这个生命体中,有新陈代谢,有新生和衰老,各种生化活动,同样需要各种蛋白质扮演各种角色,跑前跑后延续着生命。

这些蛋白质从哪儿来?细胞自己合成啊。细菌也是如此,需要自食其力去合成。

合成蛋白质的机器,就是核糖体。核糖体想要合成蛋白质,首先需要一本说明书,告诉它应该怎么合成蛋白质、合成什么样的蛋白质,这本说明书就是信使RNA(mRNA)。

这RNA名字取得还挺有点诗意,人家干的也的确是信使的活儿:细菌DNA将自己的某个片段进行转录,转录成信使RNA,这样信使RNA就携带了DNA 的信息。信使RNA自身就是信件的内容,在细胞内游啊游,一直游到核糖体身边,将遗传信息送给核糖体。

核糖体一看,合成蛋白质的活儿来了哈,干活吧!

于是,核糖体扭动着胖胖的身躯,附着在线状的信使RNA上,一段一段地读取着信使RNA的身体,读一段,合成一块组装蛋白质所需的片段。读取“说明书”——合成蛋白质的过程,称为翻译

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核糖体是怎么把蛋白质给翻译出来的?

核糖体结构很复杂,复杂程度可以和工业制造的皇冠——光刻机相比拟。简化地来说,核糖体的组成,包括核糖体蛋白和核糖体RNA(rRNA),核糖体蛋白和核糖体RNA被排列成两个不同大小的核糖体亚基,像是两个相对分离的面团,这两个面团分别被称为核糖体的大小亚基。

原核细胞的大亚基被称为50S亚基,小亚基被称为30S亚基,合在一起被 划分为70S型。这里的S,指的是沉降系数,S数值越大,可以简单理解为亚基的个头越大。

人体的细胞里,除了红细胞等少数比较“各色”的细胞,都有核糖体。不过,真核细胞的核糖体和原核细胞的不太一样,其小亚基单位为40S,大亚基单位为60S,合在一起被划分为80S型。

平心而论,核糖体的活儿不好干,翻译的过程是个细致活儿,需要大小亚基相互配合,由核糖体内的转运RNA(tRNA)在氨酰-tRNA合成酶催化下,借由自身的反密码子识别mRNA上的密码子,将密码子对应的氨基酸转运至核糖体合成中的多肽链上。tRNA一节一节地读取信使RNA的信息,再一节一节地将肽链延长下来,肽链合成完成后,再装配成蛋白质。

发现没,说了这么一大圈车轱辘话,这转运RNA,才是整个翻译过程中真正出活又出力的关键先生。核糖体作为一个“团队”在做翻译的工作,人们说起核糖体,大家都知道是用来合成蛋白质的细胞器;如果说起转运RNA,很多人名气就小了很多,很多人都忘却了它是干什么用的。

有人形容说,转运RNA就像是负重前行的忍者,背负着庞大的核糖体,在信使RNA的悬索上一步一步地往前挪,编制出复杂的蛋白质。

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细菌核糖体示意图及氯霉素、四环素作用位点

老老实实干活的,最容易被欺负。氯霉素和四环素表示同意

如果有药物干扰了核糖体干活儿,蛋白质的合成大业就会受到干扰。细菌的蛋白质合成不了,繁衍和生存就会受到威胁。

氯霉素就看上了细菌的核糖体中的大小亚基中的大亚基,即50S亚基。氯霉素在与50S亚基上的肽酰转移酶可逆性结合之后,核糖体就像是拉链里卡上了牛仔布,肽链的延伸被阻滞,整个蛋白质的合成也就停止了下来。

氯霉素的抗菌作用就是这样来的。

四环素则是看中了核糖体的30S亚基,与30S亚基的A位相结合,抑制肽链的延长,进而阻止了蛋白质的合成。

四环素的抗菌作用由此而生。

由于细菌合成不了新的蛋白质,“老”细菌被绝了育,不会再有“新”细菌诞生。随着老细菌被人体的免疫系统清除,没有了新生力量的细菌慢慢被人体清除干净。

看上去很简单的道理吧。搞清楚了核糖体是怎么一回事,再看看氯霉素和四环素是怎样搞事情的,也就明白了它们的药理作用机制。

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核糖体,兢兢业业地在细胞内合成着蛋白质。一旦它停止了工作,生命也就会渐渐熄灭。

岁月静好,只因为有人负重前行。说得大概就是核糖体吧。

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