第15章蛋白质的生物合成-翻译预案.ppt

原料氨基酸，20种 mRNA是合成蛋白质的“蓝图（或模板）” tRNA是原料氨基酸的“搬运工” rRNA与多种蛋白质结合成核糖体作为合成多肽链的装配机（操作台） mRNA是遗传信息的载体（载有遗传密码，genetic code），是合成蛋白质的蓝图（模板），它以一系列三联体密码子（codon）的形式从DNA转录了遗传信息。每个密码子代表一个氨基酸。 mRNA占细胞总RNA的5-10%，不稳定，寿命短。 原核的mRNA 是多顺反子;真核的mRNA 是单顺反子。 遗传密码 遗传密码为三联体（每三个碱基代表一个氨基酸），由5’到3’阅读，无间断。即使在少数重叠基因（如病毒）中，其开放阅读框架（reading frame）仍按此原则。 密码有简并性（degeneracy），即一个氨基酸可由几个密码子表示；通用性，大多数生物使用同样的遗传密码，但也会有所偏爱。 一般起始密码为AUG。UAA，UAG和UGA为终止密码。 原核tRNA有30-40种，真核有50-60种，含70-90个核苷酸， 并有多种稀有碱基。 tRNA是最小的RNA， 占细胞总RNA 的15%左右，其功能是搬运氨基酸和解读密码子。 tRNA 具有“四环一臂”和“三叶草” 形的典型结构。 tRNA的功能是解读mRNA上的密码子和搬运氨基酸 tRNA上至少有4 个位点与多肽链合成有关：即3’CCA氨基酸接受位点、氨基酰-tRNA合成酶识别位点、核糖体识别位点和反密码子位点。 每一个氨基酸有其自身的tRNA。氨基酸的羧基与tRNA的 3’ CCA-OH以酯键结合。 氨基酸与mRNA相应的密码子正确“对号”须依赖于tRNA的反密码子。 密码子与反密码子的配对方式 核糖体是rRNA 与几十种蛋白质的复合体，有大、小两个亚基构成。含有合成蛋白质多肽链所必需的酶、起始因子（IF）、延伸因子（EF）、释放因子（RF）等。 原核的核糖体（70S）= 30S小亚基 + 50S大亚基 其中 30S小亚基含16S rRNA 和21种蛋白质 50S大亚基含23S，5SrRNA和34种蛋白质 真核的核糖体（80S）= 40S小亚基 + 60S大亚基 其中 40S 小亚基含18S rRNA 和33种蛋白质 60S 大亚基含28S，5.8S，5SrRNA和45种蛋白质 核糖体有4个基本功能 1. 容纳mRNA，并能沿着mRNA由5’——3’ 移动，由tRNA解读其密码； 2. 氨基酰位点（A位点），可结合氨基酰-tRNA（AA-tRNA）； 3. 肽酰基位点（P位点），可结合肽酰基-tRNA（肽-tRNA）； 4. 肽酰基转移酶中心，是形成肽键的位点等。 所有参与合成多肽链的氨基酸都要激活，并由数十种高度专一的氨基酰-tRNA合成酶催化。该酶由两个识别位点，它们能识别特定的氨基酸和选择其所对应的tRNA，使两者连接起来（利用ATP）。 反应如下： 氨基酸的羧基与tRNA 的3’端CCA-OH 以酯键相连，因此其氨基是自由的。 首先IF3、IF1帮助30S小亚基 与mRNA结合，IF2和GTP帮助 甲酰甲硫氨酸-tRNA与AUG配 对，接着IF3脱离，形成30S 起始复合物。50S大亚基进入， IF1和IF2脱离，形成50S起始 复合物，需要GTP。甲酰甲硫 氨酸-tRNA处于P位。 氨基酸进位，肽链形成和延伸，核糖体沿着mRNA的5’——3’ 方向移位，循环往复，新合成的肽链由氨基端向着羧基端不断延长，直至mRNA上出现终止密码，相应的肽链释放因子RF1（对应UAA、UAG），RF2（对应UAA、UGA）占据A位。肽链的合成终止，并从核糖体上释放。 核糖体大、小亚基解聚，并进入下一轮合成。 * * 第15章 蛋白质翻译 Protein Biosynthesis (Translation) 本章主要内容： 翻译系统 蛋白质生物合成的过程 多肽链翻译