第十四章 蛋 白 质 的 生 物 合 成
第十四章 蛋 白 质 的 生 物 合 成
主要内容 ⚫ 信使RNA和遗传密码 ⚫ 核糖体 ⚫ 转移RNA的功能 ⚫ 蛋白质生物合成的机制 ⚫ 真核生物与原核生物蛋白质合成的差异 ⚫ 蛋白质合成后加工
主要内容 ⚫ 信使RNA和遗传密码 ⚫ 核糖体 ⚫ 转移RNA的功能 ⚫ 蛋白质生物合成的机制 ⚫ 真核生物与原核生物蛋白质合成的差异 ⚫ 蛋白质合成后加工
蛋白质生物合成 上一页 下一页 ⚫ DNA将其遗传信息转移到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。 ⚫ 蛋白质合成的必要条件： 20种氨基酸,mRNA、tRNA、核蛋白体、 酶和蛋白因子、无机离子、ATP 、GTP ⚫ 合成方向：N→C端
蛋白质生物合成 上一页 下一页 ⚫ DNA将其遗传信息转移到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。 ⚫ 蛋白质合成的必要条件： 20种氨基酸,mRNA、tRNA、核蛋白体、 酶和蛋白因子、无机离子、ATP 、GTP ⚫ 合成方向：N→C端
一、信使RNA和遗传密码 ⚫ mRNA与遗传信息的传递 ⚫ 遗传密码的破译 ⚫ 遗传密码的特性
一、信使RNA和遗传密码 ⚫ mRNA与遗传信息的传递 ⚫ 遗传密码的破译 ⚫ 遗传密码的特性
(一）mRNA与遗传信息的传递 蛋白质合成的信息来自于DNA，合成的模板是mRNA 上一页 蛋白质的合成是在核糖体上进行的，而遗传信息载体 DNA存在于核中，必然有一种中间物来传递DNA上的 信息。推测这种中间物极不稳定，在蛋白质合成时产生， 合成结束后又分解，半寿期很短。后来科学家用实验证 明这种中间物就是mRNA。 章首 节首
(一）mRNA与遗传信息的传递 蛋白质合成的信息来自于DNA，合成的模板是mRNA 上一页 蛋白质的合成是在核糖体上进行的，而遗传信息载体 DNA存在于核中，必然有一种中间物来传递DNA上的 信息。推测这种中间物极不稳定，在蛋白质合成时产生， 合成结束后又分解，半寿期很短。后来科学家用实验证 明这种中间物就是mRNA。 章首 节首
(一）mRNA与遗传信息的传递 上一页 ➢ 1954年,物理学家Gamouv G首先对遗传密码进行 探讨。他认为核酸分子中只有四种碱基，显然碱基与 氨基酸的关系不是一对一的关系。若两个碱基决定一 个氨基酸只能编码16种氨基酸，也是不够的；而三个 碱基对一个氨基酸，四个碱基可产生64个密码，足以 编码20种氨基酸，所以编码氨基酸的最低碱基数是3， 即密码子可能是三联体。 mRNA上的三个核苷酸决定一个氨基酸 节首
(一）mRNA与遗传信息的传递 上一页 ➢ 1954年,物理学家Gamouv G首先对遗传密码进行 探讨。他认为核酸分子中只有四种碱基，显然碱基与 氨基酸的关系不是一对一的关系。若两个碱基决定一 个氨基酸只能编码16种氨基酸，也是不够的；而三个 碱基对一个氨基酸，四个碱基可产生64个密码，足以 编码20种氨基酸，所以编码氨基酸的最低碱基数是3， 即密码子可能是三联体。 mRNA上的三个核苷酸决定一个氨基酸 节首
(一）mRNA与遗传信息的传递 上一页 ➢ 1961年，Crick F H C等人用遗传学的方法证 明了三联密码子的学说是正确的。 ➢ 遗传学上把由于密码移位而造成的突变称为移 码突变 ➢在E.coli的T4DNA上的一个基因缺失（或增加） 一个或二个核苷酸会造成缺失（或增加）部位以 后的全部氨基酸误译。若同时缺失（或增加）三 个核苷酸，前后核苷酸表达仍和正常一样。必须 假设密码子是三联体才能完满地解释以上这些实 验结果。 节首
(一）mRNA与遗传信息的传递 上一页 ➢ 1961年，Crick F H C等人用遗传学的方法证 明了三联密码子的学说是正确的。 ➢ 遗传学上把由于密码移位而造成的突变称为移 码突变 ➢在E.coli的T4DNA上的一个基因缺失（或增加） 一个或二个核苷酸会造成缺失（或增加）部位以 后的全部氨基酸误译。若同时缺失（或增加）三 个核苷酸，前后核苷酸表达仍和正常一样。必须 假设密码子是三联体才能完满地解释以上这些实 验结果。 节首
(一）mRNA与遗传信息的传递 上一页 ➢ 生物化学上的证据 ➢烟草坏死卫星病毒中有一分子RNA可编 码外壳蛋白的一个亚基，此RNA由1200个 核苷酸组成，而此亚基由400个氨基酸组成， 也由此证明三个核苷酸决定一个氨基酸 节首
(一）mRNA与遗传信息的传递 上一页 ➢ 生物化学上的证据 ➢烟草坏死卫星病毒中有一分子RNA可编 码外壳蛋白的一个亚基，此RNA由1200个 核苷酸组成，而此亚基由400个氨基酸组成， 也由此证明三个核苷酸决定一个氨基酸 节首
上一页 (二) 遗传密码的破译 遗传密码的概念：mRNA 上的核苷酸顺序与蛋白质 中的氨基酸之间的对应关系称为遗传密码。mRNA上 每三个连续核苷酸对应一个氨基酸，这三个核苷酸就 称为一个密码子，或三联体密码（triplet codons）。 以下是三个不同的证明遗传密码是mRNA上3个 连续的核苷酸残基构成的实验。 1961年，Nirenberg 等人用大肠杆菌的无细胞体 系在各种RNA的人工模板下合成多肽，从而推断出 各氨基酸的密码子，后来他与Khorana以及霍利分 享了1968年诺贝尔生理学奖。 节首
上一页 (二) 遗传密码的破译 遗传密码的概念：mRNA 上的核苷酸顺序与蛋白质 中的氨基酸之间的对应关系称为遗传密码。mRNA上 每三个连续核苷酸对应一个氨基酸，这三个核苷酸就 称为一个密码子，或三联体密码（triplet codons）。 以下是三个不同的证明遗传密码是mRNA上3个 连续的核苷酸残基构成的实验。 1961年，Nirenberg 等人用大肠杆菌的无细胞体 系在各种RNA的人工模板下合成多肽，从而推断出 各氨基酸的密码子，后来他与Khorana以及霍利分 享了1968年诺贝尔生理学奖。 节首
上一页 (二) 遗传密码破译的三个实验 ➢ 第一个实验是1961年由美国的M.Nirenberg等人完 成的。他首先利用多核苷酸磷酸化酶合成了一条由相同 核苷酸组成的多核苷酸链,用它作模板,利用大肠杆菌蛋白 提取液和GTP在体外合成蛋白质。发现多聚(U)导致多聚 Phe的合成,表明多聚(U)编码多聚Phe；类似的实验表明, 多聚(A)编码多聚Lys；多聚(C)编码多聚Pro (下图A)。 ➢ 第二个实验（核糖体结合技术）是1964年也是由美国 的M.Nirenberg等人完成的。他们首先合成一个已知序 列的核苷酸三聚体，然后与大肠杆菌核糖体和氨酰tRNA 一起温育。由此确定与已知核苷酸三聚体结合的tRNA上 连接的是那一种氨基酸。该实验对于几种密码编码同一 个氨基酸提供了直接的、最好的证据（下图B）。 节首
上一页 (二) 遗传密码破译的三个实验 ➢ 第一个实验是1961年由美国的M.Nirenberg等人完 成的。他首先利用多核苷酸磷酸化酶合成了一条由相同 核苷酸组成的多核苷酸链,用它作模板,利用大肠杆菌蛋白 提取液和GTP在体外合成蛋白质。发现多聚(U)导致多聚 Phe的合成,表明多聚(U)编码多聚Phe；类似的实验表明, 多聚(A)编码多聚Lys；多聚(C)编码多聚Pro (下图A)。 ➢ 第二个实验（核糖体结合技术）是1964年也是由美国 的M.Nirenberg等人完成的。他们首先合成一个已知序 列的核苷酸三聚体，然后与大肠杆菌核糖体和氨酰tRNA 一起温育。由此确定与已知核苷酸三聚体结合的tRNA上 连接的是那一种氨基酸。该实验对于几种密码编码同一 个氨基酸提供了直接的、最好的证据（下图B）。 节首