主要内容
细胞核和核糖体
细胞的核糖体和细胞核的结构和功能。它们在蛋白质生产中如何合作。
介绍
假设你有一条非常珍贵的信息。让我们想象一下，这条信息是一个蓝图。事实上，这不仅仅是房子、汽车甚至绝密战斗机的蓝图。它是整个生物体--你--的蓝图，它不仅规定了如何将你组合在一起，而且还提供了信息，使你体内的每一个细胞都能时刻保持功能。
听起来很重要, 对吧？你可能想把这些有价值的信息保存在一个安全的地方，也许是在一个受保护的保险库里，你可以在那里保存它。事实上，这正是真核细胞为它们的遗传物质所做的，将其放置在一个膜封闭的存储库中，称为细胞核。
真核细胞 DNA 从未离开细胞核；相反，它被转录 (复制) 到 RNA 分子，然后可能被传递到细胞核外。在细胞质中，一些 RNA 与称为核糖体的结构有关，在那里它们直接合成蛋白质。(其他 RNA 在细胞中发挥功能作用，作为核糖体的结构成分或调节基因的活性。）在这里，我们将更详细地研究细胞核和核糖体的结构。
细胞核
细胞核 (复数, 细胞核) 容纳细胞的遗传物质或 DNA，也是核糖体的合成地点，核糖体是组装蛋白质的细胞机器。在细胞核内，染色质 (围绕蛋白质的 DNA, 下文进一步描述) 被储存在一种凝胶样物质中，称为 核浆。
核孔, 跨越核膜的小通道, 让物质进出核。每个核孔都由一组蛋白质排列, 称为核孔复合体, 控制哪些分子可以进出。
如果你看一下细胞核的显微镜图像, 你可能会注意到--这取决于用来显示细胞的染色类型--里面有一个黑点。这个黑暗的染色区域被称为核仁, 它是组装新核糖体的场所。
核糖体是怎么被做出来的？有些染色体有 DNA 的部分，编码核糖体 RNA，这是一种结构 RNA，与蛋白质结合合成核糖体。在核仁中，新的核糖体 RNA 与蛋白质结合形成核糖体的亚基。新制造的亚基通过核孔被输送到细胞质，在那里它们可以完成自己的工作。
有些细胞类型在细胞核内有一个以上的核仁。例如, 某些老鼠细胞的 6核仁start superscript, 1, end superscript原核生物，既没有细胞核也没有核仁，无法在细胞之中合成核糖体。
染色体和 DNA
现在我们已经对细胞核的结构有了认识, 让我们仔细看看其中储存的遗传信息: DNA。生物体的大部分 DNA 被组织成一个或多个染色体, 每个染色体都是一个很长的 DNA 串链或环。单个染色体可以携带许多不同的基因。
在原核生物中, DNA 通常被组织成一个单一的环形染色体 (一个环)。另一方面, 在真核生物中, 染色体是线性结构 (链)。每个真核细胞物种在其体细胞的细胞核中都有特定数量的染色体。例如, 一个典型的人体细胞有46条染色体, 而一个相对应的果蝇细胞只有8条。
染色体只在细胞准备好分裂时可见。当细胞处在生长和维持生命的周期时，其只是聚合缠绕的染色丝。在此状态下，DNA可与将其转录成RNA的酶接触，允许基因信息被表达。
在松散和紧凑的形式中, 染色体的 DNA 链与结构蛋白结合在一起, 包括一种称为组蛋白的蛋白质家族 (见下图)。这些与DNA相关的蛋白质组织DNA, 帮助它融入细胞核, 它们也在确定哪些基因是活跃的或不活跃的方面发挥作用。由 DNA 及其支撑结构蛋白形成的复合体被称为染色质。你可以在 DNA 和染色体 中了解更多关于 DNA、染色质和染色体的信息。
为了让你感觉到 DNA 包装到底有多重要, 考虑到一个典型的人类细胞中的 DNA 大约2米长, 如果它被延伸到一条直线上。所有2米的 DNA 被挤压成一个直径只有0, point, 006毫米的微小核。这是一个壮举 "几何上相当于包装 40公里 (24英里) 的质量好的线进到一个网球中" start superscript, 4, end superscript!
核糖体
如上所述，核糖体是负责蛋白质合成的分子机器。一个核糖体是由RNA和蛋白质组成的，并且一个核糖体有两个分开的RNA-蛋白质基体，被称作大亚基和小亚基。
大亚基在小亚基上，中间夹着一个RNA模版。（一个核糖体看起来像一个上面面包大的汉堡，中间一根“RNA”线穿过。
在真核生物中，核糖体从细胞核中得到蛋白质合成的指令，DNA（基因）的一部分被转录成信使RNA（mRNA）。一个mRNA到达核糖体，用其鞋带的信息合成一个有特定碱基序列的蛋白质。这个过程叫作翻译。原核生物没有细胞核，因此他们在细胞之中转录的mRNA可被核糖体直接转录。
真核生物的核糖体可能是自由的，在细胞质中四处游荡，或是固定的，与核膜外的内质网连接。（在本文第一张图中，红点代表固定的核糖体；有核糖体的内质网被称作糙面内质网。）
由于蛋白质合成是细胞重要的功能，核糖体在多细胞生物的每种细胞中均有发现，在细菌与原核生物中也同样。然而，专门生产蛋白质的真核细胞含有大量的核糖体。如胰腺负责合成和分泌大量的消化酶，所以合成这些酶的胰腺细胞有极多的核糖体。
最后一个有趣的事实是: 2009年诺贝尔化学奖被授予三位研究人员, 他们使用一种称为X射线晶体学start superscript, 5, end superscript的技术, 将核糖体的结构和运动映射到单个原子的水平, 这证明了核糖体的重要性。