基因表达与蛋白质合成.ppt

Tu GTP AUG fMet UAC xxx xxx E位 AUG fMet UAC xxx xxx E位 （2）肽键的生成： 在肽基转移酶的催化下，P位上的AA-tRNA上面的氨基酸转移到A位上与A位上的氨基酸形成肽键。（注;完成使命的tRNA有两种说法，一种是继续留在P位，后面释放，另一种是形成肽键之后立即释放） fMet xxx xxx AUG UAC （2）移位： 核糖体向mRNA 3’端方向移动一个密码子。此时，仍与第二个密码子集合的二氨酰-tRNA从A位进入P位 其中核糖体的移位需要由EF-G介导的GTP水解释放的能量来进行。 fMet xxx xxx AUG UAC 移位之后A位空出，等待下一个氨基酸，进行下一次循环。 第三步：肽链的终止 xxx xxx AUG fMet 终止密码 当终止密码子出现在A位点时，没有响应的AA-tRNA与之结合，而释放因子（RF）能识别这些终止密码子，并与之结合，水解P位上多肽链与tRNA之间的二酯键。接着，新生肽链和tRNA从核糖体释放，核糖体大小亚基解体，蛋白质合成结束。 第四步：翻译后加工 新生的多肽链大多数是没有功能的，必须经过 加工和修饰才能转变为有活性的蛋白质。 1、N端fMet或者Met的切除 2、二硫键的形成 3、特定氨基酸的修饰：甲基化、磷酸化、糖基化 4、切除新生肽链中的非功能片段 最后的说明： 原核生物没有细胞核，是在拟核区边转录边结合到核糖体上进行翻译； 真核生物转录成RNA之后，需要从核孔借助核孔蛋白进入到细胞质，结合到游离的核糖体或者粗面内质网上面的核糖体才能进行翻译。 * * * * * * * * * 基因转录与蛋白质合成 基因转录 DNA RNA 整体流程 转录区域 启动子 转录起点 终止子 模板链 编码链 转录 RNA 启动子 启动子：是一段位于结构基因5’端上游的一段DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之与模板DNA准确结合并具有转录起始的特异性。 上游原件 -35区 -10区 多种调控原件 CAAT区 TATA区 其中原核生物启动子区在转录起始位点上游10bp处有一个-10区，是RNA聚合酶的紧密结合位点，在上游35bp处有-35区，是RNA 聚合酶的σ亚基识别位点并具有高度的亲和力。 真核生物在转录起始位点上游-30 ～-25bp有一个共同序列，功能和原核生物的-10区类似，称为TATA区；另外在-78 ～-70bp也有一段与原核生物的-35区相对应的序列，称为CAAT区。 原核生物有操纵子结构：操纵子是原核生物进行基因转录调控的主要方式，包括：操纵基因、启动子和结构基因，其中结构基因也就是要表达的基因，通过启动子上游阻遏物基因是否表达产生阻遏物与启动子区的阻遏基因结合来调控基因转录，阻遏物基因表达，产生阻遏蛋白，与启动子区的操纵基因结合，结构基因被抑制，不表达，阻遏物基因不表达，没有阻遏蛋白，启动子区与RNA聚合酶结合，转录起始。 第一步：模板识别 RNA聚合酶与启动子DNA双链相互作用并与之结合的过程。 RNA聚合酶：以双链DNA为模板，以NTP为原料，并以镁离子或者锰离子为辅助因子，催化RNA链的起始、延伸和终止，不需要任何引物。 原核生物只含有一种RNA聚合酶，可以催化合成mRNA、tRNA、rRNA。其核心酶是由两个α亚基、一个β亚基，一个β’亚基、一个ω亚基组成，加上一个σ亚基后则成为RNA聚合酶全酶。 真核生物由三种RNA聚合酶，其中RNA聚合酶Ｉ合成rRNA前体45S；RNA聚合酶Ⅱ合成mRNA的前体及大部分snRNA以及microRNA；RNA聚合酶Ⅲ合成tRNAs、rRNA 5S等。它们的结构与原核生物RNA聚合酶类似。 σ亚基 RNA聚合酶结构示意图 两个α亚基：与核心酶的组装及启动子的识别有关 β亚基：有着聚合酶的活性，负责催化RNA的合成。 β’亚基：与DNA模板结合，与β亚基一起组成了RNA聚合酶的催化中心。 ω亚基：还未清楚它的功能。但是它在耻垢分枝杆菌中似乎是有保护β‘亚基的功能。 σ亚基：负责模板链的选择和转录的起始，是核心酶的别构效应物，使酶专一性的识别模板上的启动子，可以极大的提高RNA聚合酶对启动子区DNA序列的亲和力。 1、聚合酶与启动子可逆性结合形成转录起始复合物， 此时DNA链仍处在双链状态，称为二元封闭复合物。 第二步：转录起始 原核生物形成的起始复合物比较简单，是由聚合酶和启动子直接结合形成的，而真核生物则较为复杂，需要众多因子的参与，其中包括顺式作用元件和反式作用因子。 真核生物在转录起始位点上游200bp附近还有增强子序列，能够强化转录起始。 σ亚基 顺式作用元件：影响自身基因表达活性的DNA序列，启动子、增强子、沉默子； 反式作用因子：和调控区