第十章蛋白质的生物合成
第十章 蛋白质的生物合成
一、概述 基因的遗传信息在转 录过程中从DNA转 DNA 移到mRNA,再由 Nucleus mRNA将这种遗传 Primary 信息表达为蛋白质中 Transcription RNA transcript 氨基酸顺序的过程叫 做翻译。 RNA processing 合成体系：20种氨基 酸，mRNA、tRNA、 Mature mRNA Amino acid 核蛋白体、酶和因子， chain Transport to cytoplasm 以及无机离子 mRNA ATP、I GTP合成方 Translation 向：N→C端。 Ribosome
一、概述 ⚫ 基因的遗传信息在转 录过程中从DNA转 移到mRNA，再由 mRNA将这种遗传 信息表达为蛋白质中 氨基酸顺序的过程叫 做翻译。 ⚫ 合成体系：20种氨基 酸,mRNA、tRNA、 核蛋白体、酶和因子, 以及无机离子、 ATP 、GTP 合成方 向：N→C端
二、参与蛋白质合成的三类RNA及核糖 体 1.rRNA 与蛋白质一起构成核糖体 蛋白质合成“工厂” 核糖体结构组成 核糖体的基本功能 >结合mRNA,在mRNA上选择适当的区域开始翻译 >密码子(mRNA)和反密码子(tRNA)的正确配对 > 肽键的形成 存在 核糖体可游离存在，真核中，也可同内质网结合，形成粗糙的内质网。 原核中，与mRNA形成串状一多核糖体
二、参与蛋白质合成的三类RNA及核糖 体 1.rRNA 与蛋白质一起构成核糖体——蛋白质合成“工厂” 核糖体结构组成 核糖体的基本功能 ➢ 结合mRNA，在mRNA上选择适当的区域开始翻译 ➢ 密码子（mRNA）和反密码子（tRNA）的正确配对 ➢ 肽键的形成 存在 核糖体可游离存在，真核中，也可同内质网结合，形成粗糙的内质网。 原核中，与mRNA形成串状——多核糖体
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70S 80S 原核生 真核生 物核糖 物核糖 体组成 体组成 MW2.500,000 MW4,200.000 50S 30S 60S 40S MW1.600.000 MW900,000 MW2,800.000 MW1,400.000 5S rRNA 23S rRNA 16S rRNA 5S rRNA 28S rRNA 5.8S rRNA 18S rRNA 5 120 120 160 1900 nucleotides 2900 1540 nucleotides nucleotides nucleotides nucleotides nucleotides 4700 nucleotides 34 proteins 21 proteins -49 proteins -33 proteins EUCARYOTIC RIBOSOME PROCARYOTIC RIBOSOME
原核生 物核糖 体组成 真核生 物核糖 体组成
2.tRNA 结合氨基酸：一种氨基酸 a 3 有九种tRNA携带， O Constant nucleotice -0月 需要ATP供能，氨基酸结 075 Censtant eurine Acocptor stem 盒在tRNA3-CCA的位 c prmidine 直。 C-G 反密码子：每种tRNA的反 G-C u 0 -U 决定了所带氨 D kop A-U TuC loap 雪美 t 石堂过oCm04 10 A es CU CA CAO m @ G A 反密码子与mRNA的第三 mcGU ©G 25 mG ⑦9 合适鑫调点 2 C-GA G 为ibe 0-G loap A-U 0G-w℃40 A-Ψ A ③Anicacon lcop GmA A
⚫ 2. tRNA 结合氨基酸：一种氨基酸 有几种tRNA携带，结合 需要ATP供能,氨基酸结 合在tRNA3‘-CCA的位 置。 反密码子：每种tRNA的反 密码子，决定了所带氨 基酸能准确的在mRNA 上对号入座 。 反密码子与mRNA的第三 个核苷酸配对时，不严 格遵从碱基配对原则
3.mRNA 携带着DNA的遗传信息，是 Growing protein chain -NH 多肽链的合成模板 在原核细胞内，存在时间短 在转录的同时翻译 在真核细胞内，较稳定 蛋白质合成时，mRNA结 合于核糖体小亚基上，大 亚基结合带氨基酸的 tRNA,tRNA的反密码子 与mRNA密码子配对， ATP供能，合成蛋白质。 Ribosome
⚫ 3. mRNA 携带着DNA的遗传信息，是 多肽链的合成模板 在原核细胞内，存在时间短， 在转录的同时翻译 在真核细胞内，较稳定 ⚫ 蛋白质合成时，mRNA结 合于核糖体小亚基上，大 亚 基结合带氨基酸的 tRNA，tRNA的反密码子 与mRNA密码子配对， ATP供能，合成蛋白质
三、遗传密码子 为一个氨基酸编码进入蛋白质多肽链特定线性位 置的三个核苷酸单位称为密码子(Coden)或三 联体密码。 密码子的发现 统计学方法 人工合成仅由一种核苷酸组成的多聚核苷酸，推测由哪一 种氨基酸合成的多肽 核糖体结合试验1965年，Nirenberg用ooly u加入C14 标记的20种aa,仅有苯丙氨酸的寡肽，UUU=苯丙氨酸，用此 法破译了全部密码，编出遗传密码表
三、遗传密码子 ⚫ 为一个氨基酸编码进入蛋白质多肽链特定线性位 置的三个核苷酸单位称为密码子（Coden）或三 联体密码。 ⚫ 密码子的发现 ⚫ 统计学方法 ⚫ 人工合成仅由一种核苷酸组成的多聚核苷酸，推测由哪一 种氨基酸合成的多肽 ⚫ 核糖体结合试验 1965年，Nirenberg用poly u加入C14 标记的20种aa,仅有苯丙氨酸的寡肽,UUU=苯丙氨酸,用此 法破译了全部密码，编出遗传密码表
遗传密码 Second letter A G 0UU UAU UGU U UUC Phenyl alanine UAC Tyrosine UGC Cysteine UUA UAA Stop codon UGA Stop codon A UUG eucine UAG Stop codon UGG Tryptophan G CUU CCU CAU CGU 0 CUC CAC Histidine CGC eucine CCC Proline CGA Arginine CAA CAG Glutamine CGG G AUU ACU AAU AGU AUC Isoleucine AAC Asparagine AGC Serine ACC C AUA Threonine Methionine: ACA AAA AGA AUG initiation ACG AAG Lysine AGG Arginine codon G GUU GCU 贺 Aspartic GGU GUC acid GGC G GUA Valine Alanine GGA Glycine GUG GCG Glutamic GAG GGG acid G
遗传密码
遗传密码子的特点 无标点、不重叠 密码子是不重叠的，每个三联体中 的三个核苷酸只编码一个氨基酸，核苷酸不重叠使用噬 菌体x174中某些基因之间有重叠现象 简并(degeneracy)几种密码子对应于相同一种氨基酸。 这些密码子为同义密码子 通用性绝大多数密码子对各种生物都适用，某些线粒 体中遗传密码有例外 终止信号UAG、UAA、UGA 起始信号AUG(真核中起始为Met、原核中起始为 fMet,翻译中间为Met)和氨酸的密码子(GUG)(极少出 现)
⚫ 遗传密码子的特点 ⚫ 无标点、不重叠 密码子是不重叠的，每个三联体中 的三个核苷酸只编码一个氨基酸，核苷酸不重叠使用噬 菌体x174中某些基因之间有重叠现象 ⚫ 简并(degeneracy) 几种密码子对应于相同一种氨基酸。 这些密码子为同义密码子 ⚫ 通用性 绝大多数密码子对各种生物都适用，某些线粒 体中遗传密码有例外 ⚫ 终止信号 UAG、UAA、UGA ⚫ 起始信号 AUG（真核中起始为Met、原核中起始为 fMet,翻译中间为Met）和氨酸的密码子(GUG)(极少出 现）