布条百科 - 专业百科知识分享的网站 手机版
首页 > 生活 >

核糖体是由什么组成的:解密

58次浏览     发布时间:2023-12-12 16:05:09    


1968年,分子生物学家James Watson出版了关于DNA结构发现的回忆录《双螺旋》(the Double Helix),让保守的科学传记界为之振奋!它前所未有的风格同样震惊和愉悦了读者,并改变了很多人对科学的看法。一场胜利者获得诺贝尔奖而失败者一无所得的科学竞赛就此拉开序幕。

而50年后,结构生物学家、诺贝尔奖得主、英国皇家学会主席Venki Ramakrishnan向我们娓娓道来自己关于核糖体研究的马拉松故事。他从一开始就意识到,尽管今天大多数人至少有一个模糊的概念:DNA是基因信息的载体,核糖体却几乎没有记录。

然而,如果没有核糖体,我们所认识的生命就不会进化。每一个活细胞都包含着数以百万计的这些复杂结构,每一个都由一个大大小小的亚基组成,包含了几十种蛋白质和长长的RNA链。它们本身就是蛋白质工厂,每个核糖体沿着信使RNA分子工作,读取DNA编码的遗传指令副本。在此指导下,核糖体组装蛋白质链,然后漂浮起来,完成构建和运行身体的工作。

1978年,Ramakrishnan开始研究核糖体时就已经明白这一点,但正如他所写道:“我们却不知道它究竟是如何完成制造蛋白质的复杂步骤,一个都不知道。”核糖体的研究竞赛重新被定义为一个复杂的机器,许多工作部件还需解密。

其实,出生于印度的Ramakrishnan原本学习的是物理学,1971年他在雅典攻读研究生学位,提交论文时惊人地转向了生物学。在这个他一无所知的领域,他仅凭借生物学家Peter Moore与人合著的《科学美国人》(Scientific American)的一篇文章,就选择了核糖体为研究对象。

在《基因机器:解密核糖体》(Gene Machine: The Race to Decipher the Secrets of the Ribosome)一书中,他也深思熟虑地将自己的研究轨迹嵌入了一种更广泛的思考之中:科学家应该如何做选择和决定?这些决定导致什么样的成功或失败?如何努力解决复杂的科学问题?

事实证明,Ramakrishnan的抉择是正确的。没过几年,他就踏上了创业之路,来到了耶鲁大学摩尔实验室做博士后研究。理解核糖体的唯一方法是在单个原子的分辨率下解决它的三维结构。Ramakrishnan在x射线结晶学方面重新接受训练,这是结构生物学家的首选技术。

在这方面,结构生物学家们面临着几乎不可能的挑战,包括使松软不规则的蛋白质形成晶体,并用x射线轰击;从结构解体前的辐照晶体中获得衍射图样;解决一直存在的“相位问题”,即x射线波峰与波谷强度相同所引起的衍射图样的不确定性。最终,软件会以足够高的分辨率生成电子密度图,来“看到”单个原子。

对于大而复杂的核糖体,不同国家的许多研究团队先后或同时研究了这些问题。“科学家之间的合作或竞争取决于他们自身的利益。”Ramakrishnan说,“竞争可以有利于科学,即使对科学家来说不是那么好。”

到1995年,世界上有四个小组在激烈竞争中,其他几个小组提供关键技术来改进结晶或定位原子。核糖体领域公认的创始人是以色列晶体学家Ada Yonath,也是后来与Ramakrishnan共享诺贝尔奖的科学家之一。她和同事在1980年发表了第一个成功的核糖体亚基的结晶。Ramakrishnan后来也写道,核糖体是不同的,而事实是,多年来并没有在实际结构上取得明显的进展。

1999年,Ramakrishnan搬到了结构生物学的圣地,英国剑桥的分子生物学医学研究理事会实验室,这个实验室的科学家已经获得了七项诺贝尔奖。该机构目前已拥有11个成员国,超过了一些科学上先进的国家。Ramakrishnan专注于核糖体中较小的亚基,它在较大的亚基组装蛋白质之前解码mRNA。

到2000年,他和他的同事们已经解决了它的结构问题,并与耶鲁大学的Thomas Steitz团队并驾齐驱,Ramakrishnan不再是从前的门外汉,他被推到了聚光灯下。

2009年,时机确实到来了,核糖体研究的诺贝尔奖正在公开讨论中。该奖项的潜在竞选者多达六人,但只能通过三种方式进行分配。James Watson曾两次告诉Ramakrishnan,他不介意不在三人之列。最终,Ada Yonath、Ramakrishnan和Thomas Steitz共同获得了当年的诺贝尔化学奖。

当然,Ramakrishnan的《基因机器》中描述的工作更为真实激烈,为我们展示了一个人性化的科学界,充满了勤奋工作和卓越的洞察力,生物学家走向诺贝尔奖的途径。破译核糖体结构的竞赛,在我们面前生动展开。在他的叙述中,科学变成了一部有好有坏角色的戏剧,竞争和合作似乎是不可分割的,而这也就是客观的科学世界。


相关文章

底漆为什么要打磨(喷了环氧底漆还需要打磨吗?)

喷了环氧底漆还需要打磨吗喷了环氧底漆还需要打磨吗 正常情况下,需要再进行打磨,而且按照正规的工艺流程,每喷一遍漆,就需要进行一次打磨。打磨的程度还要根据砂纸的具体情况来决定,因为喷了环氧底漆之后,表面还会形成一层浮尘,如果不打磨,继续喷漆,就会导致表面会出现颗粒感,摸起来凹凸不平,会有一种毛刺感。喷

2025-03-18 03:51:01

真石漆为什么会花(真石漆施工常见问题?)

一、喷漆喷溅 耗费严重现象和主要原因:一些真石漆在进行喷漆时会掉砂,甚至还会四处飞溅,严重时可耗费1/3左右。1、真石漆中砂砾石颗粒比例不当,必须选择大小不一的颗粒混合,如果使用大小一致的颗粒调配,可能会导致喷漆无法均匀喷溅。2、施工操作不当,喷枪压力挑选不恰当等。3、真石漆涂料砂浆稠度不当,真石漆

2025-03-18 03:50:15

为什么阳台要吊顶(阳台需不需要吊顶?)

装修是涉及到每个角落的细致活,从卫生间的马桶到阳台处的绿植,这个细节上面的设计都能够体现居住者的修养与品位;阳台作为房间向外延伸的部分,在装修上不能忽略,这期给大家分享一下什么情况下阳台需要以及不需要吊顶一、阳台需要吊顶1、为了遮盖影响视觉效果的东西,比如管道、顶部不平、阴角不够的现象,通过吊顶遮盖

2025-03-18 03:29:35

楼房为什么那么热(顶楼的户型夏天太热?)

随着房价的不断上涨,很多在外打拼的工薪阶层只能眼看着那些最好的户型从手下溜走却无能为力,只能去购买那些稍微便宜一点的顶层户型。很多人感觉顶层是面对阳光直射的,所以就误认为是顶层的原因导致的夏季炎热、冬季寒冷。其实事实不是这样的,今天咱们一起来涨知识啦,原来顶层热另有原因。 有幸请教了资深装修师傅,

2025-03-18 03:22:59

高层为什么还有老鼠(老鼠是怎么进入室内的?)

一般室内环境优渥,对老鼠来说有着丰富的食源和栖息场所,容易吸引老鼠进入。如果房屋建筑上存在缺陷漏洞、或有出入口长时间敞开,都可能为老鼠提供可乘之机。要知道,小家鼠可以钻过6mm的孔洞。此外老鼠活动能力强,而且十分聪明,有着敏锐的嗅觉味觉和听觉, 能够在建筑中迅速找到入侵通道。很多小区的业主都很奇怪,

2025-03-18 02:51:43

蚂蚁为什么会排队搬东西?难道是提前组织好的?

蚂蚁会排队搬东西,是由于蚂蚁排队搬东西就不容易让他们迷路了,蚂蚁中间就不容易那麼非常容易互相失散了。一切正常而言,蚂蚁在走动的情况下,它身体内会释放出来一种仅有蚂蚁类似才可以嗅到的味儿,随后走在后面的蚂蚁便是凭着这类味儿,才可以的紧跟前边的蚂蚁的。因此大家以人们的角度来观察得话,就好像是蚂蚁全自

2025-03-18 01:56:52