生物化学-蛋白质生物合成体系

目录CONTENTS二转运tRNA一信使mRNA蛋白质生物合成体系三核糖体rRNA四参与蛋白质生物合成的酶和蛋白因子

蛋白质生物合成是指以mRNA为模板合成蛋白质多肽链的过程；多肽链中的氨基酸排列顺序是由模板mRNA中的密码子决定的，因此这一过程又称翻译。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

。`1DNARNA蛋白质转录翻译反转录复制翻译的实质是什么？翻译mRNA进入细胞质中，与核糖体结合，开始了翻译的过程……翻译将mRNA碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列

蛋白质的生物合成是在核糖体中，由tRNA携带氨基酸在mRNA指导下形成多肽链的过程。即蛋白质的生物合成需要mRNA、tRNA、rRNA和众多的蛋白质因子以及酶的参与。RNA的种类信使RNA（mRNA）核糖体RNA（rRNA）转运RNA（tRNA）将DNA的遗传信息转录下来，以遗传密码的形式传递至细胞质的核糖体上，成为蛋白质合成的模板。氨基酸的运载工具。（一种转运RNA只能识别和转运一种氨基酸。核糖体的组成部分UCAUGAUUAmRNA（模板）

密码子

密码子

密码子

蛋白质在生物体内的合成是以mRNA为模板，指导多肽链合成的翻译过程，其中mRNA上每三个相邻核苷酸顺序决定一个氨基酸，称为三联体密码或密码子。mRNA中的四种碱基可以组成64（43）种密码子，所以会出现多个密码子决定一种氨基酸的现象。经研究发现，密码子具有以下一些性质。一、信使mRNA（一）方向性密码子的阅读方向和它们在mRNA上从起始信号到终止信号的排列方向均为5’-3’，与mRNA生物合成时，链的延伸方向一致。（二）通用性64种密码子与氨基酸之间的对应关系，称为密码子字典。除少数生物的胞质DNA外，无论是病毒、原核生物还是真核生物，都共同使用同一套密码子字典，称为密码子的通用性。遗传密码子字典（三）有起始密码子和终止密码子在64组密码子中，AUG除编码甲硫氨酸外，还是肽链合成的起始密码子，少数情况下以GUG为起始密码子。在原核生物中，作为起始密码子的AUG和GUG，均编码新生多肽链第一位的甲酰甲硫氨酸。而UAA、UAG和UGA这三组密码子不编码任何氨基酸，是多肽链合成的终止信号，称为终止密码子或无意义密码子。（四）简并性在密码子字典中，除三组终止密码子不编码氨基酸外，往往有两个或多个密码子编码一个氨基酸，称为密码子的简并性。遗传密码的简并性（五）摆动性转运氨基酸的tRNA的反密码需要通过碱基互补与mRNA上的遗传密码反向配对结合，但反密码与密码间不严格遵守常见的碱基配对规律，称为摆动配对。摆动配对密码子、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,CUG（六）连续性编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码连续阅读，密码间既无间断也无交叉。二、运转tRNAtRNA在蛋白质生物合成过程中起关键作用。mRNA携带的遗传信息被翻译成蛋白质一级结构，但是mRNA分子与氨基酸分子之间并无直接的对应关系。tRNA就起到搬运工的作用。

氨基酸是怎样运送到mRNA的“生产线”上的呢？mRNAtRNA氨基酸“搬运工”tRNA——“搬运工”

游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到合成蛋白质的“生产线----核糖体”上？ACU

天冬氨酸一共有多少种tRNA?反密码子与密码子相互配对，转运的氨基酸由配对的密码子决定。每种tRNA只能识别并转运一种特定的氨基酸!决定氨基酸的密码子有61种,所以tRNA

有61种

tRNA分子3’端均为CCA序列，氨基酸分子通过共价键与A结合，此处的结构也叫做氨基酸臂。已发现的超过80种，而氨基酸只有20种，所以每种氨基酸都有2-6种各自特异的tRNA，它们之间的特异性是靠氨基酰tRNA合成酶来识别的。每种氨基酸都只有一种氨基酰tRNA合成酶。因此细胞内有20种氨基酰tRNA合成酶。通常将tRNA所转运的氨基酸标在右上角以示区别，如tRNAGly表示转运甘氨酸的tRNA。运载工具：转运

RNA（tRNA）ACU天冬氨酸AUG

异亮氨酸

反密码子注意：一种tRNA只能携带一种氨基酸tRNA分子中还有一个反密码环，此环上的三个反密码子的作用是与mRNA分子中的密码子靠碱基配对原则形成氢键，从而达到相互识别的目的。反密码子与密码子结合时，二者的方向是相反的。如果都从5’端至3’端方向阅读，则mRNA密码子的第1、2、3位碱基与tRNA反密码子的第3、2、1位碱基相对应。tRNA反密码子与mRNA上的密码子配对AUC321反密码子123密码子三、核糖体rRNA

核糖体由rRNA与蛋白质构成。rRNA是一类分子质量不均等的非均一性rRNA，它们与多种蛋白质相互镶嵌，结合成为显微镜下可见的核糖体颗粒，是氨基酸聚合成肽链的场所。核糖体由大、小两个亚基组成，大亚基由转肽酶活性和两个不同的tRNA结合位点，一个专门结合新掺入的氨基酰-tRNA，简称A位，另一个可与延伸的肽酰-tRNA结合，简称P位。A位和P位紧挨在一起，各占据一个密码子空间。小亚基由结合mRNA模板的功能。在大、小亚基之间有容纳mRNA的部位，核糖体能沿着mRNA5’-3’方向阅读遗传密码。在原核生物和真核生物中，大、小亚基的组成成分各有不同。原核生物翻译过程中核蛋白体结构模式A位：氨基酰位P位：肽酰位E位：排出位核蛋白体是多肽链合成的装置核蛋白体亚单位rRNA蛋白质原核生物(70S)小亚基(30S)大亚基(50S)16SrRNA5SrRNA23SrRNA21种36种真核生物(80S)小亚基(40S)大亚基(60S)18SrRNA5.8SrRNA5SrRNA28SrRNA33种49种四、参与蛋白质生物合成的酶和蛋白因子1、氨基酰-tRNA合成酶：氨基酸需要活化，才能参加多肽链的合成反应。氨基酸的活化形式是与特异的tRNA形成氨基酸-tRNA，这