第十二章蛋白质的生物合成 (翻译) Chapter 12 Protein Biosynthesis Translation
第十二章 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 成的千扰和抑制
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: aa, aa2 aa3 aa4
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 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IF、eIF 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)
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 M蛋白质 真核生物的单顺反子 5′mG-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
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.WNirenberg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.WNirenberg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CC编码pro,GGG编码 gy,AAA编码ys 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