第四节 RNA的生物合成（转录）.ppt

第一节 参与蛋白质合成的物质 原料：20种氨基酸 模板：mRNA 运载体：tRNA 场所：核蛋白体（rRNA与蛋白质构成） 蛋白质因子： 起始因子（initiation factor, IF） 延长因子（elongation factor，EF） 释放因子（release factor，RF） 其他：酶类、ATP、GTP、无机离子等 一、翻译的模板 ---mRNA及遗传密码 mRNA是遗传信息的携带者、传递者 从mRNA 5?端起始密码子AUG到3?端终止密码子之间的核苷酸序列，各个三联体密码连续排列编码一个蛋白质多肽链，称为开放阅读框架(ORF)。 2.密码子的不重叠 3.密码子的简并性 遗传密码的简并性 4.密码子使用频率不同 在蛋白质合成时，对简并密码子的使用频率是不同的。 如UUU和UUC都为苯丙氨酸编码，但在高表达的蛋白质中使用UUC的频率明显高于UUU。 5. 密码子与反密码子配对的不严格性 密码子、反密码子配对的摆动现象 6. 通用性 地球上的一切生物都通用这套密码子表。 已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。 密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。 7.防错性 二、肽链合成的场所 ---rRNA和核糖体 核糖体的组成 多聚核蛋白体（polysome） 三、氨基酸的运载 ---tRNA与氨基酸活化 氨基酸的活化 ---形成氨基酰-tRNA的过程 催化氨基酸与tRNA结合生成氨基酰-tRNA 具有绝对专一性： 对氨基酸及tRNA都能高度特异识别 具有校正活性(proofreading activity) tRNA与酶结合的模型 2、起始肽链合成的氨基酰-tRNA tRNAiMet：进入核糖体P位点（真核） tRNAMet：进入核糖体A位点，肽链延长中。 tRNAffMet：进入核糖体P位点， Met N-甲酰化（原核） 第二节 一、翻译的起始 指mRNA和起始氨基酰-tRNA分别与核糖体结合而形成翻译起始复合物 的过程。有多种称为起始因子（IF）的蛋白质参与这一过程。 原核、真核生物各种起始因子的生物功能 (1). 核糖体大小亚基分离（IF3，IF1） (2). mRNA在小亚基上定位结合 (3). fMet-tRNAffMet的结合（IF2，GTP） (4). 核糖体大亚基结合 2. 真核生物翻译起始复合物形成 核蛋白体大小亚基分离； Met-tRNAiMet结合； mRNA在核蛋白体小亚基就位； 核蛋白体大亚基结合。 真核生物翻译起始特点 核蛋白体为80S（40S＋60S） 起始tRNA携带的甲硫氨酸不需要甲酰化 mRNA5`端帽子结构与其在核蛋白体上就位有关，需要帽子结合蛋白复合物(eIF-4F)参与 eIF2与Met-tRNAiMet和GTP结合构成复合体后先与40S小亚基结合，然后才与mRNA结合 二、肽链的延伸 核糖体沿mRNA5′→3′方向移动，根据mRNA密码序列的指导，依次添加氨基酸，肽链从N端→ C端延伸，直到终止密码子出现为止。 肽链延长在核蛋白体上连续性循环式进行，又称为核蛋白体循环，每次循环增加一个氨基酸，包括以下三步： 进位（注册） 转肽（成肽） 移位（转位） 需要延长因子（EF ）和GTP等的参与 肽链合成的延长因子 2.转肽 3.移位 延长因子EF-G有转位酶活性，可结合并水解1分子GTP，促进核糖体向mRNA的3`侧移动。使肽酰-tRNA-mRNA相对位移进入核糖体P位，而卸载的tRNA则移入E位，A位留空对应下一组密码子，适当的氨基酰-tRNA准备进位，开始下一轮核蛋白体循环。 三、肽链合成的终止 翻译位移 核糖体在读码时表现为一个碱基位移。 翻译跳跃 核糖体在读码时表现为跳跃一大段mRNA再继续翻译。 跳跃式阅读可能与蛋白质内含子有关。 蛋白质生物合成是很多天然抗生素和某些毒素的作用靶点。它们就是通过阻断真核、原核生物蛋白质翻译体系某组分功能，干扰和抑制蛋白质生物合成过程而起作用的。 抗生素--是微生物产生的能够杀灭或抑制细菌的一类药物。 毒素 1、抗生素类 四环素（tetracyclin）族： 与原核生物小亚基结合，抑制氨基酰-tRNA进位 红霉素： 与原核生物大亚基结合，阻止核蛋白体在mRNA上的移动 链霉素（streptomycin）卡那霉素（karamycin）： 与原核生物小亚基结合，引起读码错误，抑制起始 氯霉素（chloromycrtin）： 与原核生物大亚基