第3节 核糖体
核糖体(ribosome)是细胞内合成蛋白质及贮存钙离子的场所,核糖体形态为不规则的颗粒状结构,直径为20~25nm,没有膜包被。细胞质中的核糖体有两类:一类游离于胞质中称为游离核糖体,另一类附着于内质网膜表面称为膜旁附着核糖体。在光学显微镜下神经细胞内的尼氏小体就是粗面内质网及核糖体聚集的部位。真核细胞的核糖体由60S及40S两个亚单位组成,在大亚单位中心有一中央管,新合成的肽链从该中央管释出。细胞核内的信使RNA转录了DNA部分结构基因的密码后,从核孔进入胞质,将核糖体的单体串联起来与卷曲的信使核糖核酸的螺旋结构形成合成蛋白质的功能团即多聚核糖体(polyribosome),核糖体沿着mRNA移动,然后根据mRNA的转录指令将氨基酸结合到核糖体内,精确地合成多肽链并通过进一步的翻译形成特定的蛋白质。细胞质内核糖体负责合成结构蛋白,供细胞质内各种结构的自我更新、细胞生长及代谢之需。电镜下多聚核糖体为花簇状结构,多聚核糖体丰富的细胞,往往是增殖活跃的细胞,如胚胎细胞及肿瘤细胞等。
细胞内核糖体的亚单位、单核糖体及多聚核糖体随着细胞不同的功能状态及病理变化处于一种不断解聚和聚合的动态平衡之中。当细胞内蛋白质合成活跃时,多聚核糖体增加,提示细胞增殖活跃生长较快。在缺血、缺氧、中毒等病理状态下可发生粗面内质网扩张,附着在内质网膜上的核糖体不断脱落,随之蛋白质合成能力下降,同样胞质内的多聚核糖体也会从mRNA上解离,解聚后形成的单核糖体便失去了合成蛋白质的功能,在细胞损害程度持续加重时,粗面内质网合成的分泌蛋白及多聚核糖体合成的结构蛋白均将严重受损,最终将导致细胞死亡。因此粗面内质网脱颗粒及多聚核糖体解聚是细胞内蛋白质合成受到抑制的形态学标志(图2-3-1~图2-3-4)。
图2-3-1 神经细胞内多聚核糖体呈不规则颗粒状结构,直径为20~25nm(Bar=0.5μm)
图2-3-2 内质网膜表面附着有核糖体(Bar=0.5μm)
图2-3-3 神经细胞胞质内散在多聚核糖体(Bar=1μm)
图2-3-4 在缺血、缺氧、中毒等病理状态下粗面内质网扩张,核糖体脱落,多聚核糖体解聚呈游离单核糖体(Bar=200nm)
正常核糖体
核糖体病变