第十章 蛋白质的生物合成44.ppt

1、第十章 蛋白质的生物合成,3学时,翻 译,一、蛋白质合成体系的组合,（一）、mRNA与遗传密码 1、mRNA携带DNA的遗传信息，起蛋 白质模板的作用。,4种碱基如何表示20种氨基酸呢？,RNA: 5 UUAAGCAGC 3,？,DNA: 3 AATTCGTCG 5,蛋白质：,mRNA,4,20,(),42=16,20,(),43=64,20,(),一种碱基 一种Aa,二种碱基 一种Aa,三种碱基 一种Aa,遗传学测验、蛋白质Aa组成与相应mRNA核苷酸的比,mRNA上由三个连接的碱基决定一个氨基酸的 组合 ，称三联体密码、密码子(codon)或遗传密码。,2、遗传密码,翻译：以mRNA为模板

2、，按照mRNA分子上的三个核苷酸决定一种Aa的规则(三联体密码)合成具有特定Aa顺序的蛋白质称为翻译。,3、遗传密码的破译,4、遗传密码的主要特征,a)起始密码和终止密码：,64种密码中，61种是氨基酸的密码子； UAA、UAG、UGA是终止密码（标点密码子、无意义密码子），UAA（琥珀密码子）、 UAG （乳石密码子）、 UGA （石密码子）； AUG是起始密码，也是甲硫氨酸真核生物（甲酰甲硫氨酸）的密码。,A B C D E F G H I J K H Aa1 Aa2 Aa3 Aa4,b)连续性：,密码子不重叠，并且无标点,c)简并性：,多个密码为一个氨基酸编码；,一种氨基酸有几组密码子，

3、或者几组密码子代表一种氨基酸的现象称为密码子的简并性. 编码同一种氨基酸的密码子称同义密码子 简并密码的性质有何重要生物学意义？,变偶性、摆动假说,变偶性密码子的第三位碱基比前二个碱基具有较小的专一性。 摆动假说，变偶假说密码子与反密码子配对时，前面两对碱基严格按碱基配对原则，而第三对碱基允许有一定的自由度。,如：GCU，GCC，GCA，GCG都代表丙氨酸。,tRNA识别密码子的数目是由其反密码子的第一位碱基的性质决定的。,d)通用性与例外 ：,遗传密码在生物界是通用的 大量的事实证明生命世界从低等到高等，都使用一套密码，也就是说遗传密码在很长的进化时期中保持不变。因此这张密码表是生物界通用的

4、。 真核生物线粒体的密码子有许多不同于通用密码，例如人线粒体中，UGA不是终止码，而是色氨酸的密码子，AGA，AGG不是精氨酸的密码子，而是终止密码子,e)密码子与反密码子对应： 例如： 丙氨酸 5 GCC 3（mRNA) tRNAAla反密码 3 CGI 5 （应读5 3，书写应为IGC） 密码子： 5 GCUGCCGCA 3 反密码子： 3 CGICGICGI 5 （I对U、C、A）,密码子与反密码子配对的摆动规则,反密码子的5端碱基 密码子的3端碱基,C A U G I,G U A 或 G C 或 U U、C或A,tRNA的功能： 1、识别mRNA链上的密码子 2、携带活化的氨基酸到生长

5、肽链的 正确位置，起转移氨基酸 的作用。 注意：合成蛋白质的直接原料不是游离的氨基酸 ，而是活化了的氨基酸 （氨酰tRNA).,（二）、tRNA,反密码子？,氨基酸臂-载运氨基酸,氨酰-tRNA合成酶识别位点,核糖体识别位点,（三）、核糖体,蛋白质的合成工厂核糖体,1、核糖体的组成和结构：,大亚基(3rRNA+40Pr),小亚基(1rRNA+34Pr),P,A,2tRNA停靠位点,3、多聚核糖体,在一个mRNA分子中结合一定数目的单个核糖体，称为多聚核糖体,（四）其他因子,参与蛋白质起始复合物的形成。 IF-1：促进IF-2和IF-3的活化。 IF-2：促进fmet-tRNAfmet与30S小

6、亚基结合的作用，并有依赖核糖体的GTP酶活。 IF-3：使30S亚基释放，辅助mRNA与小亚基结合，并阻止大小亚基重新聚合。,起始因子IF,延长因子EF,EF-Tu:与氨酰-tRNA及GTP结合形成EF-Tu.GTP.AA-tRNA，将氨酰tRNA转入A位。 EF-Ts：在GTP供能时，使EF-Tu.GDP转变为EF-Tu.GTP. EF-G：依赖于核糖体的GTPase，使GTP水解，并有移位酶作用。,终止因子RF,又称为释放因子 功能是识别mRNA上的终止密码子,终止肽链的合成并释放出肽链。 RF-1:识别密码子UAA及UAG RF-2:UAA及UGA RF-3:结合GTP,并促进RF-1及

7、RF-2与核糖体的结合。,氨基酰-tRNA合成酶,既能识别特定的氨基酸，又能识别转运该氨基酸的tRNA。 氨基酸+ATP+tRNA 氨基酰-tRNA +AMP +PPi 氨基酰-tRNA合成酶可发挥较对功能，使误载的氨基酰-tRNA从tRNA上释下，保证遗传信息翻译的准确性。,氨酰tRNA合成酶与tRNA、 ATP复合物的晶体结构,二、蛋白质的合成过程,五个阶段： 氨基酸的活化氨酰tRNA的合成 肽链合成的起始 肽链的延长 肽链合成的终止和释放 肽链合成后的加工处理,1.识别起始符，P位安插甲硫氨酸-tRNA,2.新的合适的氨基酸-tRNA插入A位,3.P位上的氨基酸以肽键连接至A位氨基酸上；,4.核糖体延mRNA 53移动，空tRNA从P位脱落，肽-tRNA移动至P位；,53,P A,5.重复2、3、4步,53,动画演示,P A,6.识别终止码，各自分离。,注意:,蛋白质的合成需要消耗能量，主要是GTP； 蛋白质合成方向从N C，在肽链的过程 中，核糖体沿着mRNA的 5 3