12蛋白质的生物合成（翻译) Chapter 12 Protein Biosynthesis, Translation
12 蛋白质的生物合成（翻译） Chapter 12 Protein Biosynthesis， Translation
本章重点与难点 重点：了解密码子的概念与特点；RNA在蛋 白质生物合成中的作用；蛋白质合成过程及 合成后加工与运输。 难点：核糖体的结构；蛋白质合成过程；肽 链合成后的加工与定向运输；蛋白质生物合 成的干扰和抑制
本章重点与难点 重点：了解密码子的概念与特点；RNA在蛋 白质生物合成中的作用；蛋白质合成过程及 合成后加工与运输。 难点：核糖体的结构；蛋白质合成过程；肽 链合成后的加工与定向运输；蛋白质生物合 成的干扰和抑制
DNA:ATGCATGCATGO 什么样的碱基序列决定什么 样的氨基酸序列呢？ RNA:AUGCAUGCAUGO 如何实现碱基序列到氨基 酸序列的转变？ PROTEIN:aaaa aa3 aa
DNA: ATGCATGCATGC RNA: AUGCAUGCAUGC PROTEIN: aa1 aa2 aa3 aa4 什么样的碱基序列决定什么 样的氨基酸序列呢？ 如何实现碱基序列到氨基 酸序列的转变？
蛋白质的生物合成，即翻译或表达，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
⚫ 蛋白质的生物合成，即翻译或表达，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
参与蛋白质生物合成的物质包括 ●三种RNA -mRNA（(作为蛋白质生物合成的模板，决 定多肽链中氨基酸的排列顺序) -rRNA(蛋白体生物合成的场所) -tRNA(搬运氨基酸的工具) ·20种氨基酸(AA)作为原料 ●酶及众多蛋白因子，如F、e正 ●ATP、GTP、无机离子
⚫ 20种氨基酸(AA)作为原料 ⚫ 酶及众多蛋白因子，如IF、eIF ⚫ ATP、GTP、无机离子 参与蛋白质生物合成的物质包括 ⚫ 三种RNA –mRNA（作为蛋白质生物合成的模板，决 定多肽链中氨基酸的排列顺序） –rRNA（蛋白体生物合成的场所） –tRNA（搬运氨基酸的工具）
翻译模板mRNA及遗传密码 mRNA是遗传信息的携带者 遗传学将编码一个蛋白质或多肽的遗传单位 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RNA可编码几种功能相 关的蛋白质，为多顺反子(pol小ycistron)。 ·真核RNA只编码一种蛋白质，为单顺反子 (single cistron)
一、翻译模板mRNA及遗传密码 ⚫ mRNA是遗传信息的携带者 • 遗传学将编码一个蛋白质或多肽的遗传单位 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 (single cistron)
原核生物的多顺反子 5'PPP 蛋白质 真核生物的单顺反子 5 G-PPP 蛋白质 非编码序列 ■核蛋白体结合位点 编码序列 起始密码子■ 终止密码子
原核生物的多顺反子 真核生物的单顺反子 非编码序列 核蛋白体结合位点 编码序列 起始密码子 终止密码子 5 PPP 3 蛋白质 PPP 5 mG - 3 蛋白质
我们已经知道，多肽上氨基酸的排列次序最终是 由DNA上核苷酸的排列次序决定的，而直接决定多 肽上氨基酸次序的是RNA上的核苷酸的排列次序 不论是DNA还是mRNA都是由4种核苷酸构成，而 组成多肽的氨基酸有20种，显然，必须是几个核苷酸 的组合编码一个氨基酸才能应付局面.用数学方法很 容易算出，如果每2个核苷酸编码1个氨基酸，那么4种 核苷酸只有16中编码方式，显然不行，如果每3个核 苷酸编码1个氨基酸，则有64种编码方式，很理想，如果 4对1则有256种，太没必要也太复杂了，时刻记住生物 体是一个最理想的体系.而且科学家们用生物化学实 验已经证实是3个碱基编码1个氨基酸，称为三联体密 码或密码子
我们已经知道,多肽上氨基酸的排列次序最终是 由DNA上核苷酸的排列次序决定的，而直接决定多 肽上氨基酸次序的是mRNA上的核苷酸的排列次序, 不论是DNA还是mRNA都是由4种核苷酸构成，而 组成多肽的氨基酸有20种,显然,必须是几个核苷酸 的组合编码一个氨基酸才能应付局面.用数学方法很 容易算出,如果每2个核苷酸编码1个氨基酸,那么4种 核苷酸只有16中编码方式，显然不行,如果每3个核 苷酸编码1个氨基酸,则有64种编码方式,很理想,如果 4对1则有256种,太没必要也太复杂了,时刻记住生物 体是一个最理想的体系.而且科学家们用生物化学实 验已经证实是3个碱基编码1个氨基酸,称为三联体密 码或密码子
遗传密码的破译 在遗传密码的破译中，美国科学家M.W.Nirenberg?等人 做出了重要贡献，并于1968年获得了诺贝尔生理医学 奖 早在1961年，M.W.Nirenberg等人在大肠杆菌的无细 胞体系中外加poly(U)模板、20种标记的氨基酸，经 保温后得到了多聚phe-phe-phe,于是推测UUU编码 phe。利用同样的方法得到CCC编码pro,GGG编码 gy,AAA编码1ys。 如果利用poly(UC),则得到多聚Ser-Leu-Ser-Leu, 推测UCU编码Ser,CUC编码Leu,因为poly(UC) 有两种读码方式：UCU-CUC和CUC—UCU 采用这种方式，到1965年就全部破译了64组密码子
遗传密码的破译 在遗传密码的破译中,美国科学家M.W.Nirenberg等人 做出了重要贡献 ,并于1968年获得了诺贝尔生理医学 奖. 早在1961年，M.W.Nirenberg等人在大肠杆菌的无细 胞体系中外加poly(U)模板、20种标记的氨基酸，经 保温后得到了多聚phe-phe-phe，于是推测UUU编码 phe。利用同样的方法得到CCC编码pro，GGG编码 gly，AAA编码lys。 如果利用poly（UC），则得到多聚Ser-Leu-Ser-Leu， 推测UCU编码Ser，CUC编码Leu，因为poly（UC） 有两种读码方式：UCU——CUC和CUC——UCU 采用这种方式，到1965年就全部破译了64组密码子
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(triplet coden)。在64个密码子中有61个编码氨基酸，3个不 编码任何氨基酸而起肽链合成的终止作用，称为终 止密码子，它们是UAG、UAA、UGA,密码子AUG (编码Met)又称起始密码子。 起始密码(initiation coden):AUG,GUG 终止密码(termination coden):UAA,UAG,UGA
⚫ 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(triplet coden)。在64个密码子中有61个编码氨基酸，3个不 编码任何氨基酸而起肽链合成的终止作用，称为终 止密码子，它们是UAG、UAA、UGA，密码子AUG （编码Met）又称起始密码子。 起始密码(initiation coden): AUG ，GUG 终止密码(termination coden):UAA，UAG，UGA