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课件网) 第四章 从mRNA到蛋白质———翻译 第一节 mRNA与遗传密码 一、遗传密码 二、遗传密码的特性 一、遗传密码 mRNA是翻译的直接模板 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。 真核mRNA只编码一种蛋白质，为单顺反子。 多顺反子与单顺反子 mRNA上的遗传密码 作为指导蛋白质生物合成的模板，mRNA中每三个相邻的核苷酸组成三联体，代表一个氨基酸的信息，此三联体就称为密码(codon)。共有64种不同的密码。其中： 起始密码(initiation codon): AUG 终止密码(termination codon): UAA，UAG，UGA 标准的通用遗传密码表 从mRNA 5 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(open reading frame, ORF)。 1. 连续性(commaless) 指编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码连续阅读。 二、遗传密码的特点 遗传密码的连续性 2. 简并性(degeneracy) 遗传密码中，除色氨酸和甲硫氨酸仅有一个密码子外，其余氨基酸有2、3、4个或多至6个三联体为其编码。 遗传密码的简并性在保持遗传稳定性上具有重要意义。 遗传密码的简并性 3. 通用性(universal) 蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到人类都通用。 已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体等。 密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。 4. 方向性(direction) 指阅读mRNA模板上的三联体密码时，只能沿5’→3’方向进行。 5. 摆动性(wobble) 转运氨基酸的tRNA的反密码需要通过碱基互补与mRNA上的遗传密码反平行配对结合，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。 密码子与反密码子的摆动配对 tRNA反密码子 第1位碱基 I U G A C mRNA密码子 第3位碱基 U, C, A A, G U, C U G U 摆动配对现象示意图 第二节 tRNA DHU环 TψC环 附加环 反密码子环 aa接受臂 tRNA的三级结构示意图 第三节 rRNA与核糖体 一、rRNA与核糖体 二、核糖体的活性位点 核糖体是多肽链合成的场所，是由多种rRNA与蛋白质组装形成的复合体。 一、rRNA和核糖体 核蛋白体的组成 1．与模板mRNA和起始tRNA结合位点：主要与小亚基有关。 2．三个不同的tRNA结合位点： ⑴A位：又称受位或氨酰基位，可与新进入的氨基酰tRNA结合；由大、小亚基成分构成。 ⑵P位：又称给位或肽酰基位，可与延伸中的肽酰基tRNA结合；由大、小亚基成分构成。 ⑶E位：又称排出位，空载tRNA脱离核蛋白体前的结合位点；主要由大亚基成分构成。 二、核糖体的功能位点 3. 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；由大亚基成分构成。 4. GTPase活性：水解GTP，获得能量；分别由大、小亚基成分构成。 5. 起动因子、延长因子及释放因子的结合位点：分别由大、小亚基成分构成。 原核生物翻译过程中核蛋白体结构模式 A位：氨基酰位 (aminoacyl site) P位：肽酰位 (peptidyl site) E位：排出位 (exit site) 多聚核糖体示意图 电镜下的多聚核糖体 第四节 蛋白质的合成机制 一、氨基酸的活化与携带 二、翻译起始 三、翻译延伸 四、翻译终止 蛋白质生物合成过程包括三个环节： -氨基酸的活化与携带； -多肽链的形成与延伸（翻译起始，翻译延伸，翻译终止）； -多肽链合成后的加工修饰。 一、氨基酸的活化与搬运 氨基酸的活化与携带反应由氨酰tRNA合成酶催化。 特定的tRNA与相应的氨基酸结合，生成氨酰tRNA，从而由tRNA携带活化的氨基酸参与蛋白质的生物合成。 氨基酸 + tRNA 氨基酰- tRNA ATP AMP＋PPi 氨基酰-tRNA合成酶 氨基酰tRNA合成 ... ...
