真核细胞的蛋白质合成和分泌

在真核细胞，由粗面内质网合成的分泌蛋白经由高尔基体加工、修饰之后再分泌到细胞之外。
由于基本结构上的不同，真核细胞和原核细胞在遗传信息的表达上也有明显的区别。原核细胞基因的转录和翻译两个过程是直接偶联的，也就是信使RNA(mRNA)一面从DNA转录下来，一面就开始蛋白质合成了。真核细胞基因的转录和蛋白质合成是在细胞内被核被膜分隔的不同区域进行的。在核内从DNA转录下来的分子量较大的前mRNA(Pre-mRNA)要经过复杂的“加工”才能进入细胞质的核糖体上合成蛋白质 (图1)。然而，尽管存在这些差别，真核细胞细胞质80S核糖体上多肽链合成的步骤 （除一些细节上的差异外） 是和细菌70S核糖体相同的。

图1 真核细胞转录和翻译分别在细胞核和细胞质内进行

真核细胞和原核细胞的核糖体在构造和功能上基本相同，但在大小和组成上却有差别(见“核糖体与蛋白质合成”条)。其次，真核细胞mRNA的起始密码(AUG)编码是甲硫氨酸，而原核细胞则是N-甲酰甲硫氨酸。真核细胞起始复合物的形成要求起始因子和40S亚基，GTP作用。肽链延伸过程则要求延伸因子EF-1和EF-2参加，它们的性质和作用方式也和原核的EF-T和EF-G略有不同。白喉毒素催化的反应能使真核系统的EF-2失活，而不能使原核的失活。
原核细胞的核糖体大部分以多聚核糖体形式在细胞内游离存在。真核细胞的核糖体可能在细胞质内游离存在，也可能附着在内质网的外表面，形成粗面内质网。粗面内质网和滑面内质网（无核糖体附着）的结构不同，前者膜层内有两种特殊的蛋白质，交联成网架状，提供核糖体的附着点。一般认为真核细胞的游离核糖体是合成细胞内的蛋白质，而附着在膜上的核糖体主要是制造分泌到细胞外，或加入到溶酶体内的蛋白质。胰外分泌细胞和肝细胞是合成和分泌蛋白质 （消化酶和血浆蛋白） 非常旺盛的细胞。这些细胞内附着在内质网膜上的核糖体则特别多。
胰外分泌细胞的蛋白质合成和分泌，用电子显微镜研究得最透彻。新合成的蛋白质（胰蛋白酶原和胰凝乳蛋白酶原）离开核糖体，便通过内质网膜、进入池内，再通过这些管道系统输送。汇集到高尔基体，然后，在那里被浓缩，并被包上一层膜，“包装”成酶原颗粒，准备分泌出去。当酶原颗粒移动到细胞边缘，它的膜和质膜融合，其内含物便被排到细胞外面去(图2)。
核糖体如何附着到内质网膜上，以及新合成的蛋白质如何透过内质网膜进入池内，尚无定论。目前认为可能存在两种不同的方式。在多肽链开始合成以前，核糖体就可能以60S亚基和膜层的网架蛋白结合而附着在膜上。新合成的多肽定向地释放到池内。另一种方式核糖体要在多肽链合成开始以后，才能结合到膜上。新聚合的核糖体要先合成一段“信号肽”，与膜蛋白相互作用，才能导致50S亚基和膜的结合。此外，也有证据表明，少数贴膜核糖体也能合成细胞内的蛋白质。新合成的蛋白质不穿膜释放到池内，而是通过大亚基底部的孔道释放到细胞质内(图3)。

图2 胰腺外分泌细胞内酶原蛋白质的合成和分泌

图3 贴膜核糖体蛋白质合成模式图