分子生物学8蛋白质的翻译.pptVIP

第八章 蛋白质的翻译 1 遗传密码 2 蛋白质合成中使用的RNA 3 核糖体 4 蛋白质合成中使用的20种氨基酸 5 蛋白质合成的生物学机制 6 蛋白质合成的抑制 7 小 结 重点内容： ① 基本概念：遗传密码、密码子、摇摆假说； ② 遗传密码的性质； ③ 核糖体结构组成及几个活性部位生物学功能； ④ 原核生物蛋白质合成起始的深刻理解； ⑤ 真核生物蛋白质合成起始时几种复合物变换； ⑥ 原核生物和真核生物蛋白质合成起始性比较； ⑦ 肽链延伸的机理； ⑧ 释放因子终止肽链合成的机理。 1 遗传密码 1.1 两个概念 1.2 破译简史 1.3 遗传密码字典 1.4 遗传密码性质 遗传密码 (genetic code): DNA（或mRNA）中核苷酸序列与蛋白质中氨基酸序列之间的对应关系。 密码子(codon)： mRNA上每3个相邻核苷酸编码多肽链中一个氨基酸，这三个核苷酸称一个密码子或三联体密码。 （1）1954年Gamow首先对遗传密码进行了探讨； （2）1961年Crick 证明三联体密码子是正确的； （3）1961年，Nirenberg以均聚物、随机共聚物、特定序列的共聚物作模板合成多肽，破译遗传密码； （4）1964年Nirenberg 用核糖体结合技术研究遗传密码，直接测出三联体对应的氨基酸； （5）到1966年，遗传密码全部破译。 核糖体结合技术 1.4 遗传密码的性质 1.4.1 简并性与兼职性 简并性： 许多氨基酸对应的密码子不止一种。 兼职性： AUG（Met)和GUG（Val)两个密码子除代表特定氨基酸外，还兼作起始密码子。 1.4.2 普遍性与特殊性 普遍性： 遗传密码无论在体内还是体外，无论是对病毒、细菌、动物还是植物而言都通用； 特殊性： 遗传密码的个例很少见；基因组中编码含义的改变常涉及到对终止密码子的解读；密码子系统性改变只存在于线粒体中。 1.4.3 密码子-反密码子识别的摇摆性 Anticodon 3` G-C-I G-C-I G-C-I 5` Codon 5` C-G-A C-G-U C-G-C 3` 1.4.4 读码的连续性 生物合成过程中，mRNA的编码方向是5`→3`，从N端向C端延伸肽链。一条肽链合成起始后，密码子按3个一框读下去不重叠也不跳格，直到终止。 2 蛋白质合成中使用的RNA mRNA：蛋白质的DNA序列信息的中间体。 tRNA：运送特定氨基酸到核糖体上合成蛋白质。 rRNA：核糖体的组成元件。 2.1 mRNA 2.1.1 原核生物mRNA与真核生物mRNA结构比较 2.2 tRNA 2.2.3 tRNA的分类 （1）起始tRNA和延伸tRNA： 一类能特异识别mRNA模板上起始密码子的tRNA叫起始tRNA；其它tRNA称为延伸tRNA。 （2）同工tRNA: 代表相同氨基酸的tRNA称同工tRNA。 （3）校正tRNA：通过tRNA中反密码子改变来校正密码子突变，使其在突变位点引入正确氨基酸。 无义突变(nonsense mutation): 指DNA上任何代表氨基酸的密码子变为终止密码子的改变。 错义突变 (missense mutation): 指DNA分子中的核苷酸置换后改变了mRNA上遗传密码，从而导致合成的多肽链中一个氨基酸被另一氨基酸所取代的改变。 3 核糖体 3.1 核糖体的基本结构 3.2 核糖体在细胞中的占有比例 3.3 核糖体的生物学功能 细胞器核糖体：与胞质中的存在明显差异，并具不同形式。有时与细菌核糖体大小相当（70% rRNA），有时仅60 S（ 30% rRNA） 核糖体存在于每个进行蛋白质合成的细胞中。虽然在不同生物内其大小有别，但组织结构基本相同，而且执行的功能也完全相同。 3.2 核糖体在细胞中的占有比例 3.3 核糖体的生物学功能 ① mRNA结合部位； ② 结合AA-tRNA部位（A位）； ③ 结合肽基 tRNA部位（P位）； ④ 空载tRNA移出部位（E位）； ⑤ 形成肽键的部位。 此外，还有用于起始和延伸的各种蛋白质因子结合部位。 大小亚基的生物学功能 5 蛋白质合成的生物学机制 5.1 氨基酸活化 5.1.1 氨酰-tRNA合成酶的生物学功能 5.1.2 氨酰-tRNA合成酶引入的两种错误 5.1.1 氨酰-tRNA合成酶的生物学功能 总反应： aminoacyl-tRNA synthetase AA+t