核酸与蛋白质的生物合成讲义

/DNA的生物合成复制(repliｃatｉoｎ)：以DNA为模板，合成两个完全相同的双链子代DNA的过程.转录（trａｎsｃrｉpｔion）:在DNＡ分子上合成出与其核苷酸顺序相对应的RNA的过程.翻译(traｎslａtiｏｎ）：在RNA控制下,根据核酸链上每三个核苷酸决定一个ＡＡ的三联体密码规则，合成出具有特定顺序的蛋白肽链过程。遗传学的中心法则:DNA通过复制将遗传信息由亲代传递给子代；通过转录和翻译,将遗传信息传递给蛋白质分子，从而决定生物的表现型。DＮA的复制、转录和翻译过程就构成了遗传学的中心法则。在ＲNA病毒中，其遗传信息贮存在ＲNＡ分子中.它们的遗传信息的流向是RNA通过复制，将遗传信息由亲代传递给子代;通过反转录将遗传信息传递给ＤＮＡ，再由DＮA通过转录和翻译传递给蛋白质,这种遗传信息的流向就称为反中心法则。第一节DNA复制的特点一、半保留复制4０71９58年由M。Meselsｏn和Ｆ。Ｓtａhl证明DNA的半保留复制。半保留复制：以DＮA为模板,合成两个完全相同的双链子代DNA的过程。其中，每个子代分子的一条链来自于亲代DNA,另一条链为新合成的二、有复制起始点复制子（repliｃon）:基因组能独立进行复制的单位。含有控制复制起始的起点，也可能含有一个复制终点.起始位点(原点origin）:具有特定核苷酸排列顺序的片段原核生物的复制子通常为一个；真核生物则为多个复制子。三、复制方向多数:双向复制低等生物:单向复制(滚环复制）四、需要ＲNA引物DNA聚合酶以一段具有3’端自由羟基（3’—ＯH）的RNA作为引物（prｉｍer），聚合子代ＤNA链。RNA引物的大小：原核生物通常为５0～１00个核苷酸,真核生物约为１0个核苷酸。RＮＡ引物的碱基顺序,与模板ＤNA的碱基顺序相配对。五、半不连续复制４１８DNA聚合酶只能以5‘→3'方向聚合子代DNA链,即模板DNA链的方向必须为3‘→5’。因此,分别以两条反平行的DＮA链作为模板聚合子代DNA时的方式是不同的。以3‘→5’方向的亲代DＮA链作模板时,子代链的聚合方向为5‘→3’,复制是连续进行的，该链称为领头链（leadingｓtrａｎd)。亲代ＤNA双链复制时是逐步解开的，以5‘→３’方向的亲代DNA链为模板时，子链的合成是不连续的，该链称为随从链（laｇgingstｒａnd）。复制时，由随从链所形成的一些子代DＮA短链称为冈崎片段(Oｋazａｋifragmenｔ）。冈崎片段的大小原核生物中约为１0０0~2000bｐ（ｂａseｐaｉr)，真核生物约为100bp。六、DNA复制的酶学410（一）、拓扑异构酶(topoisｏｍｅｒase)419生物体内的DＮA分子常处于负超螺旋态（三级结构）。复制前,需改变ＤNＡ分子拓扑构象，避免ＤNA分子打结、缠绕、连环。1、拓扑异构酶Ⅰ最初是从大肠杆菌中分离到的w—蛋白；先将双链中的一条链切断，松开双螺旋后再将DNA链连接起来,从而避免出现链的缠绕。反应不需ATP供能2、拓扑异构酶Ⅱ又称ＤNA旋转酶（DNAgyrasｅ)，可切断ＤNA双链，使DNA的超螺旋松解后,再将其连接起来。需ATP供能。（二)解螺旋酶hｅｌｉｃaｓe：4２1大肠杆菌中发现的解螺旋酶为DnaB。可以将ＤNA双链解开成为单链。每解开一对碱基，需消耗两分子ATP。(三)、单链DNＡ结合蛋白4２1singｌestraｎdbiｎｄｉngprｏtｅin,ＳSB,又称螺旋去稳蛋白（HDP），为与单链DＮA结合的蛋白质因子作用:①稳定DNA解开的单链;②阻止复性、保护单链ＤNA,避免核酸酶的降解。（四）引物酶pｒｉmaｓe：一种RNＡ聚合酶，在复制起点处以DＮA为模板，催化合成一小段互补的RNA.引物酶能直接在单链ＤＮA模板上催化游离的ＮTP合成一小段ＲＮA。作用:提供3’-ＯＨ，以用于DNA聚合酶催化链的延伸。(五)DNA聚合酶41０1、ＤNA聚合酶的反应特点(1）、底物：dNTＰ，Ｎ=A,T,Ｃ,G（2）、模板：ＤNA(3）、引物：提供3¢－OH末端（４）、子链的延伸方向：5`®3`:2、DNA聚合酶的活性：5®¢3¢的聚合活性5®¢3¢核酸外切酶活性3®¢５¢核酸外切酶活性复制复制修复切除引物、修复功能2040400分子数/细胞1011亚基数--+5外切酶活性+++5外切酶活性+++5聚合酶活性polIIIpolIIpolIpolⅠ为单一肽链的大分子蛋白质,可被特异的蛋白酶水解为两个片段poｌⅡ多亚基酶。它参与DNA损伤的应急状态修复。poｌⅢ由十种亚基组成，α亚基：具有５‘→３’聚合DNA（复制)功能；ε亚基:3‘→5’外切酶(校正）功能功能：是原核生物复制延长中真正起催化作用的酶。4．真核生物的DNA聚合酶417DNＡ-poｌa起始引发，有引物酶活性DNA—polb参与低保真度的复制DNA-ｐoｌg在线粒体DNＡ复制中起催化作用DNA-pｏld延长子链的主要酶,有解螺旋酶活性ＤＮA—ｐoｌe校读、修复和填补缺口（六)、DNA连接酶DNAｌiｇase，催化DNA片段之间磷酸二酯键的形成，而使两段DＮA连接起来。第二节DNA生物合成过程一、原核生物DNＡ生物合成４2１(一)起始421E.ｃｏlｉ复制起始点oriＣ：由２４5个bｐ构成。关键序列在于两组短的重复：三个13ｂp的序列和四个９bp序列。引发体和引物含有解螺旋酶、ＤnaＣ蛋白、引物酶和DＮＡ复制起始区域的复合结构称为引发体。引物是由引物酶催化合成的短链ＲＮＡ分子.(二）延长阶段复制的延长指在ＤＮＡ—ｐol催化下,ｄNTＰ以ｄNMP的方式逐个加入引物或延长中的子链上，其化学本质是磷酸二酯键的不断生成。（三)终止阶段原核生物基因是环状DNA，双向复制的复制片段在复制的终止点（ter)处汇合。随从链上不连续性片段的连接二、真核生物DNA生物合成424(一)DNＡ的复制只发生在S期（二)多复制子（三）真核细胞含有5种DNA聚合酶（四）端粒复制染色体两端ＤNA子链上最后复制的RNA引物,去除后留下空隙。1。端粒ｔｅlemeｒ：指真核生物染色体线性DNA分子末端的结构。2.结构特点:（1)由末端单链DNA序列和蛋白质构成.(２）末端DＮA序列是多次重复的富含G、C碱基的短序列。3．功能:(1)维持染色体的稳定性（2)维持DNA复制的完整性４。端粒酶：由RＮA和蛋白质组成(１）RNA发挥模板作用(2)蛋白质发挥逆转录酶活性第三节逆转录一、概念逆转录reversｅtranscriptiｏｎ是RＮA指导下的DNＡ合成过程,即以RNＡ为模板，四种dNＴP为原料，合成与RNA互补的DNA单链。二、逆转录酶（reｖersetrａnscriptase）催化逆转录过程的酶称逆转录酶，RNA病毒中都含有此酶。具有三种酶活性:RNＡ指导的ＤNＡ聚合酶RNA酶DNA指导的ＤＮＡ聚合酶三、合成过程RNARNA模板逆转录酶DNA-RNA杂化双链RNA酶单链DNA逆转录酶双链DNA试管内合成cDNA（cｏｍplｅmeｎtarｙDＮＡ）以ｍRNA为模板,经逆转录合成的与ｍRNA碱基序列互补的DNA链。分子生物学研究可应用逆转录酶，作为获取基因工程目的基因的重要方法之一,此法称为cDNA法。第四节DNA的损伤与修复一、DＮＡ的损伤（突变）由自发的或环境的因素引起DNA一级结构的任何异常的改变称为DNA的损伤,也称为突变（mutａtiｏn)。常见的DNA的损伤包括碱基脱落、碱基修饰、交联,链的断裂，重组等.(一)、突变的意义（1)突变是进化、分化的分子基础（２)突变导致基因型改变（３）突变导致死亡(4)突变是某些疾病的发病基础（二)引起突变的因素:１。自发因素：(１）自发脱碱基:由于N-糖苷键的自发断裂，引起嘌呤或嘧啶碱基的脱落.每日可达近万个核苷酸残基.(２）自发脱氨基:胞嘧啶自发脱氨基可生成尿嘧啶,腺嘌呤自发脱氨基可生成次黄嘌呤.每日可达几十到几百个核苷酸残基。(３)复制错配:由于复制时碱基配对错误引起的损伤,发生频率较低.2．物理因素：X射线和电离辐射：常常引起DＮＡ链的断裂；紫外线:引起嘧啶二聚体的形成,如ＴT,ＴC，ＣC等二聚体。这些嘧啶二聚体由于形成了共价键连接的环丁烷结构，因而会引起复制障碍。3、化学因素:二、突变的分子改变类型（一)错配(misｍaｔch）DNＡ分子上的碱基错配称点突变(poiｎtｍutatｉoｎ)。1。转换：发生在同型碱基之间,即嘌呤代替另一嘌呤，或嘧啶代替另一嘧啶。2.颠换:发生在异型碱基之间,即嘌呤变嘧啶或嘧啶变嘌呤.正常成人Hｂ（HｂA）β亚基(二)缺失（ｄｅｌｅｔion）、插入(insertiｏn)1.缺失:一个碱基或一段核苷酸链从DNＡ大分子上消失。2。插入：原来没有的一个碱基或一段核苷酸链插入到ＤNＡ大分子中间。3．缺失或插入都可导致框移（ｆrａme－sｈift)突变。框移突变是指三联体密码的阅读方式改变，造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变。（三）重组（rｅcombiｎａtion)ＤＮA分子内较大片段的交换，称为重组或重排。三、DNＡ损伤的修复(一）直接修复：1．光复活：lightrｅｐａiｒing修复任何嘧啶二聚体的损伤。过程：光复活酶识别嘧啶二聚体并与之结合形成复合物→在３00～６00ｎｍ可见光照射下，酶获得能量，将嘧啶二聚体的丁酰环打开，使之完全修复→光复活酶从DNＡ上解离.2．转甲基作用：在转甲基酶的催化下,将ＤＮA上的被修饰的甲基去除。此时，转甲基酶自身被甲基化而失活。3.直接连接:ＤNA断裂形成的缺口，可以在ＤNA连接酶的催化下，直接进行连接而封闭缺口。（二）取代修复：1.切除修复（eｘcｉsioｎrepairiｎg）：适用于多种DNA损伤的修复。修复机制：分别由两种不同的酶来发动，一种是核酸内切酶，另一种是ＤNA糖苷酶。2。重组修复(rｅｃｏmbinａtiｏnrepairinｇ)：一种有差错的修复方式。3.SOS修复在DNA分子受到较大范围损伤并且使复制受到抑制时出现的修复机制(细胞处于危急状态）。DNＡ分子受到长片段高密度损伤®诱导一种特异性较低的新的DNＡ聚合酶,以及重组酶等的产生®继续催化损伤部位DＮA的复制®保留许多错误的碱基，从而造成突变。第十一章RＮA的转录第一节RNＡ转录合成的条件一、底物四种核糖核苷酸，ＡTP、GTP、ＣTP、ＵTP二、模板以一段单链DＮA作为模板。三、RNA聚合酶(ＤＤRP455）该酶在单链DNＡ模板以及四种核糖核苷酸存在时，不需要引物，可从5'→3＇聚合RNＡ。１、原核生物中的RＮA聚合酶全酶:α2ββ‘σ.α２ββ＇被称为核心酶，与RNＡ链的聚合有关;σ亚基与转录起始点的识别有关,而在转录合成开始后被释放。四、终止因子ρ蛋白：一种六聚体蛋白质，亚基分子量为５0ｋd。能识别终止信号,并能与RNＡ紧密结合，导致ＲＮA的释放。五、激活因子降解产物基因激活蛋白（ＣＡP）,又称为cAＭP受体蛋白（ＣRP),是一种二聚体蛋白质，亚基分子量为２3kd.该蛋白与ｃAMP结合后，刺激RNA聚合酶与起始部位结合，从而起始转录过程。第二节RNA转录过程一、原核生物的转录（一）、识别原核生物RNA聚合酶中的σ因子识别转录起始点，并促使核心酶结合形成全酶复合物.识别部位：位于转录起始点-35区的ＴTGAＣA序列.酶与-3５区结合后，形成疏松复合物。酶与—3５区结合后,形成疏松复合物，然后沿模板3｀®5`方向滑动至—10区的TATAATG序列（Ｐribｎow框），此时聚合酶与模板DNＡ呈紧密结合状态形成稳定的复合物（ｏpen－promoｔｅrcomplex）。开始转录开始转录TTGACAAACTGT-35区(Pribnowbox)TATAATPuATATTAPy-10区1-30-5010-10-40-205335原核生物启动子保守序列RNA-pol辨认位点(recognitionsite)55RNA聚合酶保护区结构基因33（二)、起始不需要引物。RＮA聚合酶促使DNＡ双链局部解开后，根据DNＡ中的一条链的碱基序列选择第１个或第2个核苷三磷酸,催化ATP或GTＰ与其聚合，形成第一个３’,５’－磷酸二酯键.（三）、延长阶段1。s亚基脱落,RNA–ｐｏl聚合酶核心酶变构,与模板结合松弛，沿着ＤNA模板前移;2．在核心酶作用下，ＮＴP不断聚合，RNA链不断延长。（NＭP)ｎ＋NTP®¾（NMＰ）n+1+PPi553DNA原核生物转录过程中的羽毛状现象核糖体RNARNA聚合酶（四）、终止阶段指RＮA聚合酶在DNA模板上停顿下来不再前进，转录产物RNA链从转录复合物上脱落下来。分类：1.依赖Ｒhｏ(r)因子的转录终止2。非依赖Ｒｈo因子的转录终止DNA模板上靠近终止处，有些特殊的碱基序列，转录出ＲNＡ后，RNA产物形成特殊的结构来终止转录。茎环结构使转录终止的机理使RNA聚合酶变构，转录停顿；使转录复合物趋于解离,ＲNA产物释放。二、真核生物的转录过程(一）起始阶段转录起始上游区段多样化；RＮA－pol不直接结合模板；起始过程更复杂。转录起始点转录起始点TATA盒CAAT盒GC盒增强子1.转录起始前的上游区段切离加尾转录终止点修饰点内含子OCT-1外显子AATAAAOCT-1：ATTTGCAT八聚体consensusoligonucleotide结构基因DNA分子上转录出RNA的区段顺式作用元件真核生物启动子保守序列顺式作用元件就是指可影响自身基因表达活性的ＤNA序列.在不同真核基因的顺式作用元件中会时常发现一些共有序列，如TATA盒、CCAAT盒等。这些共有序列就是顺式作用元件的核心序列，它们是真核RNA聚合酶或特异转录因子的结合位点。顺式作用元件通常是非编码序列。顺式作用元件并非都位于转录起点上游(5′端）。顺式作用元件是特异转录因子的结合位点，按功能特性,真核基因顺式作用元件分为启动子、增强子及沉默子。1)、启动子真核基因启动子是RNA聚合酶结合位点周围的一组转录控制组件，每一组件含７-2０ｂp的DNA序列。启动子包括至少一个转录起始点，以及一个以上的功能组件，如TAＴＡ盒，通常位于转录起始点上游－25至３0bp,控制转录起始的准确性及频率。典型的启动子由TATＡ盒及上游的ＣCAAT盒和（或）GC盒组成，这类启动于通常具有一个转录起始点及较高的转录活性.2）、增强子所谓强子就是远离转录起始点、决定基因的时间、空间特异性表达、增强启动子转录活性的DNA序列,其发挥作用的方式通常与方向、距离无关，可位于转录起始点的上游或下游.从功能上讲，没有增强子存在，启动子通常不能表现活性;没有启动子时，增强子也无法发挥作用。3）、沉默子某些基因含有负性调节元件——沉默子，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。2.转录因子能直接、间接辨认和结合转录上游区段DNA的蛋白质,现已发现数百种,统称为反式作用因子（trａnｓ-actinｇfactoｒｓ).反式作用因子中,直接或间接结合RNA聚合酶的，则称为转录因子（ｔranscｒiptionalfactｏrｓ,TＦ)。真核生物RNAｐoｌ需与转录因子（TF）结合后才结合模板。相应于ＲNA-ｐolⅠ、Ⅱ、Ⅲ的ＴF,分别称为TFⅠ、TFⅡ、TFⅢ。TＦⅡ又分为TFⅡＡ、TＦⅡＢ……等。TFⅡD是唯一能结合ＴAＴA盒的蛋白质。TBP:TAＴABiｎｄｉnｇPｒｏteinTAF：TBPAsｓoｃiaｔｅｄＦaｃｔoｒCTD：CaｒｂoxyｌTeｒｍiｎalDomａin羧基末端结构域：RNA—pol最大亚基的Ｃ末端氨基酸序列为由含羟基氨基酸（酪、丝、苏)为主体组成的重复序列，称为CTD。上游因子：与上游序列如GC、ＣAAT等顺式元件结合的蛋白质。可诱导因子：能结合应答元件，只在某些特殊生理情况下，才被诱导产生的蛋白质。３.转录起始前复合物(pre-inｉtiatｉoncｏmplｅx，PIC)真核生物RNA—pol不与DNA分子直接结合,而需依靠众多的转录因子,组成RNA-pol－转录因子—DNＡ复合物而启动转录。４。拼板理论(piecｉｎgｔｈeｏry）一个真核生物基因的转录需要３至5个转录因子；转录因子之间互相结合，生成有活性，有专一性的复合物;再与RNＡ聚合酶搭配而有针对性地结合、转录相应的基因。（二)延长阶段真核生物转录延长过程与原核生物大致相似，但因有核膜相隔,没有转录与翻译同步的现象。RNＡ－pol前移处处都遇上核小体.转录延长过程中可以观察到核小体移位和解聚现象。第三节RＮＡ转录合成的特点一、转录的不对称性以双链DNＡ中的一条链作为模板对于不同的基因来说,其转录信息可以存在于两条不同的ＤNA链上。能转录RＮA的那条DＮＡ链为有意义链(模板链），互补的另一条ＤＮA链为反意义链（编码链)。不对称转录的含义一是ＤNＡ链上只有部分的区段作为转录模板(有意义链或模板链)，二是模板链并非自始至终位于同一股ＤNＡ单链上。二、转录的连续性连续合成一段RＮA链三、转录的单向性所依赖的模板DNA链的方向为3‘→5',而RNA链的合成方向为5‘→３’.四、有特定的起始和终止位点转录单位一个转录单位(ｔraｎscｒｉｐtｉonuniｔ)就是从启动子到终止子的一段序列,是一段以一条单链RＮA分子为表达产物的DNA片段，包括上游调控区、结构基因区、下游转录终止区三个部分.原核生物的转录单位称为操纵子，通常由2个以上的编码序列与启动序列、操纵序列以及其他调节序列在基因组中成簇串联组成。启动序列是RＮA聚合酶结合并起动转录的特异ＤNＡ序列.mRNAmRNA启动子iPOZYa调节基因操纵基因复制与转录的区别转转录复制DNA双链DNA的一条链（不对称转录）dNTP（N＝A,G,C,T）NTP（N＝A,G,C,U）需要不需要DNA聚合酶（有校对功能）RNA聚合酶（无校对功能）DNA(半保留复制）RNAA－T、G－CA－U、T－A、G－C模板原料引物酶产物配对真核生物与原核生物RNA的转录的区别⒈原核生物在拟核区发生转录；真核生物RNＡ的转录在细胞核内进行的.⒉原核生物的一个mＲNA分子通常含有多个基因。真核生物一个mRNＡ分子一般只含有一个基因,编码一条多肽链.3、在原核生物中只有一种RNA聚合酶,催化所有ＲNA的合成；真核生物中则有RNA聚合酶Ⅰ、RNA聚合酶Ⅱ和ＲNA聚合酶Ⅲ三种不同酶，分别催化不同种类型ＲNA的合成。三种RNA聚合酶都是由10个以上亚基组成的复合酶。ＲNA聚合酶Ⅰ存在于细胞核内，催化合成除5ＳrRNA以外的所有rRNA的合成；ＲＮA聚合酶Ⅱ催化合成mＲNA前体,即不均一核RNA（hnRNA)的合成；RＮA聚合酶Ⅲ催化tRNA和小核RNA的合成.⒋原核生物中RＮA聚合酶可以直接起始转录合成RＮA真核生物中，三种RＮA聚合酶都必须在蛋白质转录因子的协助下才能进行RＮA的转录。第四节真核生物RNＡ转录后的加工修饰几种主要的修饰方式（一)首、尾修饰５¢端形成帽子结构（m７GpppGp—）3¢端加上多聚腺苷酸尾巴(pｏｌyAｔaｉl)2．加尾（addｉngtａil)由核酸外切酶切去3＇-端一些过剩的核苷酸，然后再加入ｐoｌｙA。polyA结构与mRNA的半寿期有关.（二）mRNA内含子的剪接1.hnRNA和snＲNA核内的初级mＲNA称为杂化核RNA（hetero-nucleａrＲＮA，hnRNＡ)snRNA（smaｌlnucleａrRＮA)2.断裂基因(ｓpｌiｔｅｇene)真核生物结构基因，由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成,去除非编码区再连接后,可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因.外显子(ｅｘon）和内含子(ｉnｔron)外显子：在断裂基因及其初级转录产物上出现，并表达为成熟RNA的核酸序列.内含子：隔断基因的线性表达而在剪接过程中被除去的核酸序列。３.内含子的分类根据基因的类型和剪接的方式，通常把内含子分为4类.I:主要存在于线粒体、叶绿体及某些低等真核生物的rRNA基因；II：也发现于线粒体、叶绿体，转录产物是mＲNＡ；ＩII:是常见的形成套索结构后剪接，大多数ｍＲＮＡ基因有此类内含子；ＩV:是tＲNA基因及其初级转录产物中的内含子，剪接过程需酶及ATＰ。4。mRNA的剪接(1）内含子两端的序列:5’GU┄AＧ3’5’ＧU可结合Ｕ1-snRNA分支点A可结合Ｕ2—sｎＲNA（2）Ｕ1-sｎＲNＡ,U２—snRNA等形成并接体将内含子切除5.内部甲基化:由甲基化酶催化，对某些碱基进行甲基化处理。二、tRNA的转录后加工主要有以下几种加工方式:切断。剪接。化学修饰:第十二章蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成，即翻译，就是将核酸中由４种核苷酸序列编码的遗传信息,通过（三联体）遗传密码破译的方式解读为蛋白质一级结构中2０种氨基酸的排列顺序.蛋白质生物合成体系一、翻译模板mRＮA及遗传密码（一）ｍRNＡ是遗传信息的携带者遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为顺反子（ciｓｔron）。原核细胞中数个结构基因常串联为一个转录单位，转录生成的mＲNＡ可编码几种功能相关的蛋白质，为多顺反子（ｐolyｃistｒon）。真核mＲＮA只编码一种蛋白质，为单顺反子（siｎglecisｔron）.（二)mＲＮＡ上存在遗传密码mRNＡ分子上从5¢至3¢方向，由ＡUG开始，每3个核苷酸为一组,决定肽链上某一个氨基酸或蛋白质合成的起始、终止信号,称为三联体密码（triplｅtcｏden）。（三)遗传密码具有以下特点：511①连续性:密码子无标点符号从mＲＮA５¢端起始密码子AUG到３¢端终止密码子之间的核苷酸序列，各个三联体密码连续排列编码一个蛋白质多肽链，称为开放阅读框架（oｐenｒeaｄingfｒame，ORＦ）。基因损伤引起mＲNＡ阅读框架内的碱基发生插入或缺失，可能导致框移突变（frameshｉftｍutａtion).2。简并性(degeneraｃy)51２简并性-—同一种氨基酸有两个或更多密码子的现象Trp，Met仅有一个密码.起始密码子：AUG（在序列中间为Met)终止密码子：ＵＡA，UAG,UGA同义密码——对应于同一种氨基酸的不同密码。前两个碱基均相同，只是第三个碱基不同.若头两个碱基发生点突变,可译出不同ＡＡ,而第三个碱基的突变,不会影响ＡA的翻译。密码子简并性的生物学意义：减少有害突变。３。变动性（ｗobble)密码的专一性主要取决于前两位碱基.tRNＡ的反密码与ｍRNA上的密码反向配对时密码子的第一和二位配对是严格的，而第三位碱基可有一定的变动。密码子、反密码子配对的摆动现象ｔRNA反密码子第1位碱基ＩUＧACｍRNA密码子第3位碱基Ｕ,C，AＡ，GＵ，CUＧGly的密码子为GGＵ．ＧＧＣ.ＧGＡ和GGG,请写出它们所有可能的反密码子。根据密码子、反密码子配对的摆动现象mRNA密码子第3位碱基U,C,AＡ，ＧＵ，ＣUＧtＲNA反密码子第１位碱基IUＧＡCｍRＮA密码ＧGUGGCGGＡGGGGCCIGCCICCACCGCCGCCICCUCCUCCICCCCCCCCUCC

结论:(a）反密码子中３‘－末端第一个碱基和中间位碱基决定密码的特异性。(ｂ）与GGＵ配对的GCC、ICC，与GＧC配对的IＣC，与GGA配对的ＩCC,与ＧGＧ配对的UCＣ含有摆动碱基.（c)密码子GGU对反密码AＣC，ＧGC对GCＣ，GGA对UCＣ，GGＧ对CCC，均为三个位置都是Watson-Crick碱基配对。４.通用性(ｕniversal)和变异性51３指各种低等、高等生物,包括病毒、细菌及真核生物,基本上共用同一套遗传密码。密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先.已发现少数例外,如线粒体(mtDＮA)、植物细胞的叶绿体.5．密码的防错系统515同义密码子在密码表中的分布十分规则，其碱基排列顺序与相应的ＡA的理化性质有关。氨基酸的极性由密码子的第二碱基决定：密码中的一个碱基被置换,仍能编码相同的AA;或以理化性质最接近的AA所取代可降低由于基因突变造成的危害二、核糖体是蛋白质合成的工厂522种类种类原核细胞核糖体真核细胞核糖体亚基70S80S小亚基30S50S40S60SrRNA16S5S、23S18S5S、28S、（哺乳动物5.8S）蛋白质21种36种33种49种核蛋白体:１．小亚基：３0Ｓ亚基能单独与mRＮA结合为3０Ｓ核糖体－mRNA复合体®再与起动tＲNA结合。2。５0S大亚基：（1）具有两个不同的ｔRＮA结合点。Ａ位（aｍinoａｃylsiｔｅ，右）-—受位或氨酰基位，可与新进入的氨基酰tRNA结合；P位（peｐtidylsiｔe，左)——给位或肽酰基位,可与延伸中的肽酰基tRＮＡ结合.（２)具有转肽酶活性:将给位上的肽酰基转移给受位上的氨基酰tRNA,形成肽键。（3）具有GＴＰase活性,水解GTP，获得能量。（4）具有启动因子、延长因子及释放因子的结合部位。三、tＲNA在氨酰tRＮA合成酶催化下,特定的tRNＡ可与相应的氨基酸结合，生成氨基酸tRNA，从而携带氨基酸参与蛋白质的生物合成.ｔＲNA反密码环中部的三个核苷酸构成三联体,可以识别ｍRNA上相应的密码，此三联体就称为反密码（antiｃｏdｅn）。四、起动因子(IF)原核生物：3种ＩF，分别称为ＩF1—3。真核生物：9种ｅIＦ.作用：促进核蛋白体小亚基与起动tRＮA及模板mRNA结合。原核、真核生物各种起始因子的生物功能

起始因子生物功能原核生物IF-1占据Ａ位防止结合其他tＲＮAIF—2促进起始tRNA与小亚基结合ＩF—3促进大小亚基分离,提高P位对结合tRNA敏感性真核生物eIF-2促进起始tRNA与小亚基结合ｅIF—2BeIF-3最先结合小亚基促进大小亚基分离eＩF—４AeIF—4F复合物组分，具解螺旋酶活性，促进ｍＲNA结合小亚基eIF－4Ｂ结合mＲNＡ，促进ｍRＮA扫描定位起始AＵGeIＦ-4EｅIF-4F复合物组分，结合mRNA５·帽子eＩF-４GeIF-4F复合物组分，结合eＩF-4E和PABeＩF-5促进各种起始因子从小亚基解离，进而结合大亚基eＩF—6促进核蛋白体分离成大小亚基五、延长因子(EＦ)原核生物:3种延长因子（EFTU，EFTS，EＦG）真核生物:2种（EF1,EF2）。作用：促使氨基酰tRＮA进入核蛋白的受位，并可促进移位过程.延长因子(elongａtionfａｃｔoｒ，ＥF）原核延长因子生物功能对应真核延长因子EF-Tu促进氨基酰-tRNA进入A位,结合分解GＴP（GＴPaｓｅ)EＦ－1—αEF-Ｔs调节亚基EF-1-βγEFＧ有转位酶活性,促进mRNA—肽酰－tＲNA由Ａ位前移到Ｐ位，促进卸载tRNＡ释放EF-２六、释放因子（reｌeａsｅfactor,RF）:终止相关的蛋白因子原核：RＦ－１，ＲF-2，RF—3真核:eRＦ作用：识别终止密码，协助多肽链的释放.功能：识别终止密码，如RF—1特异识别ＵAＡ、UＡＧ;而RF-2可识别UAA、ＵGA。诱导转肽酶改变为酯酶活性，使肽链从核蛋白体上释放。七、氨基酰－tRNA合成酶（aminoａcｙｌ－ｔRNAsyｎthｅtase）存在于胞液中，与特异氨基酸的活化以及氨基酰tRNA的合成有关。1.氨酰-tRNA合成酶对底物AA和tRＮA都有高度特异性，保证tRNA能够携带正确的AA对号入座.2。氨酰-ｔＲNA合成酶具有校正活性(prｏofrｅａdｉngactiviｔy)。八、供能物质和无机离子多肽链合成时，需ATＰ、GTP作为供能物质，并需Mｇ2+、K+参与。蛋白质生物合成过程蛋白质生物合成过程包括:氨基酸的活化;活化氨基酸在核蛋白体上的缩合;多肽链合成后的加工修饰。一、氨基酸的活化20种氨基酸均需先活化才能参加合成每种tRＮA只能携带特定的氨基酸１种氨基酸可以与2～6种tＲNＡ特异地结合已发现的tRNA有40～5０种(一）、氨酰—tＲNＡ的合成氨基酸氨基酸+tRNA氨基酰-tRNAATPAMP＋PPi氨基酰-tRNA合成酶氨基酸＋ＡTP→氨酰—AＭＰ＋PPi氨基酸活化消耗２分子ＡＴP第二步反应特异的ｔRNＡ3'端ＣCA上的２'或3’位自由羟基与相应的活化ＡA以酯键相连接，形成氨酰ｔRNA;可使ＡA①活化；②搬运；③定位。氨基酸活化时需消耗２分子高能磷酸键.氨酰-ｔRNＡ合成酶具有高度的专一性,只能识别一种相应的ｔＲNA。每一种氨基酸至少有一种对应的氨酰－tRＮA合成酶。氨酰-tRNA在mRNA模板指导下组装成蛋白质氨酰－tRNＡ的反密码子识别mＲNＡ上相应的遗传密码，并将所携带的ＡA按mＲNA密码的顺序安置在特定的位置,最后在核糖体中合成肽链.氨酰—tＲNA的表示方法：Ala-tRNAAlaＳeｒ－tRNASeｒMet-tRNAMet（二)起始肽链合成的氨基酰－tRNA起动tRNA:识别mRNＡ中5′端起动密码AUG原核生物:fMet—tRＮＡifＭet真核生物：Met-tRNＡiＭet注：肽链延长中携带Meｔ的tＲNA表示为tＲNAeＭｅt.fＭet—ｔRＮAifmｅt的生成二、活化氨基酸的缩合在核蛋白体上进行蛋白质合成中mＲNA模板的方向：5′→３′蛋白质的合成方向:N端→C端(一）、肽链合成起始mRNA和起始氨酰－tＲNA分别与核蛋白体结合而形成翻译起始复合物(tｒａnｓlatｉonａliniｔiatiｏncomplex）。１、原核生物翻译起始复合物形成(1）．核蛋白体大小亚基分离（２）。ｍRNA与小亚基结合真核:核蛋白体小亚基首先结合在mRNA５｀端，然后向3`端移动,直到ＡUＧ序列被tＲNAiMet上的反密码识别。原核生物ｍＲＮA起始密码上游8—13个核苷酸处,常存在—AＧＧＡGＧ—序列，称为SD序列(发现者Shｉne－Dalgarnｏ）。核糖体小亚基上的16SrRNA近3’—端有与此序列互补的—UCＣUCＣ－,因此又称SD序列为核蛋白体结合位点(riｂosomalbindingｓｉｔe,RBＳ)核糖体小亚基核糖体小亚基上的16S－rRNAUAUCCUCCACUAGG3`AGGA