从mrna到蛋白质分子生物学

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1、生物信息的传递（下）从mRNA到蛋白质Crick的中心法则DNA1957年transcriptiontranslationProteinDNA1970年ReversetranscriptionRNARNAProtein•蛋白质是生物信息通路上的终产物，一个活细胞在任何发育阶段都需要数千种不同的蛋白质。•活细胞内时刻进行着各种蛋白质的合成、修饰、运转和降解反应。•翻译是指将mRNA链上的核苷酸从一个特定的起始位点开始，按每3个核苷酸代表一个氨基酸的原则，依次合成一条多肽链的过程。蛋白质的生物合成•

2、场所：核糖体；•模板：mRNA；•转移RNA(tRNA)是模板与氨基酸之间的接合体。•蛋白质合成需要多种蛋白质、酶和其他生物大分子的参与(50%ofthecell’sdryweight)。•蛋白质合成是一个需能反应(80-90%ofthecell’senergy)。遗传密码——三联子贮存在DNA上的遗传信息通过mRNA传递到蛋白质上，mRNA与蛋白质之间的联系是通过遗传密码的破译来实现的。遗传密码：mRNA上每3个核苷酸翻译成多肽链上的一个氨基酸，这3个核苷酸就称为一个密码子（三联子密码）。Th

3、egeneticcodeistriplet--KeytermsCodonisatripletofnucleotidesthatrepresentsanaminoacidoraterminationsignal.GeneticcodeisthecorrespondencebetweentripletsinDNA(orRNA)andaminoacidsinprotein.Initiationcodonisaspecialcodon(usuallyAUG)usedtostartsynthesisofa

4、protein.ORFisanopenreadingframe;presumedlikelytocodeforaprotein.Readingframeisoneofthreepossiblewaysofreadinganucleotidesequenceasaseriesoftriplets.Terminationcodonisoneofthree(UAG,UAA,UGA)thatcausesproteinsynthesistoterminate.Polypeptidechainsarespe

5、cifiedbyORF•TheproteincodingregionofeachmRNAiscomposedofacontiguous,non-overlappingstringofcodonscalledanopeningreadingframe(ORF).•EachORFbeginswithastartcodonandendswithastopcodon.一个RNA分子可以以三种可能的阅读框进行翻译只有一种阅读框编码实际信息三联子密码及其破译若以3个核苷酸代表一个氨基酸，有43=64种密码子

6、，满足了编码20种氨基酸的需要。(-)(-)(-)一次删去5’-GUA↓↓↓UACGGAU………3’读码框不变用核苷酸的插入或删除实验证明mRNA模板上每三个核苷酸组成一个密码子。三联子密码的破译•制备E.coli无细胞合成体系，以均聚物、随机共聚物和特定序列的共聚物模板指导多肽的合成。•核糖体结合技术。1.CelllysatetreatedbyDNasetopreventnewtranscriptionE.coli无细胞蛋白合成体系(cell-freeproteinsynthesizingsy

7、stem)2.AddhomopolymericsyntheticmRNAs[poly(U)]+19cold(non-labeled)andonelabeledaminoacids3.Invitrotranslation4.Analyzethetranslatedpolypeptides均聚物为模板Nirenberg把多聚（N）作为模板加入到无细胞体系时发现，新合成的多肽链是:poly(U)---UUU---polyphenylalaninepoly(C)---CCC---polyprolinep

8、oly(A)---AAA---polylysinepoly(G)---didnotworkbecauseofthecomplexsecondarystructure多核苷酸磷酸化酶:在没有模版的情况下将核苷酸连接起来Poly(UG)---poly(Cys-Val):5'……UGUGUGUGUGUGUGUGUG……3'无论读码从U开始还是从G开始，都只能有UGU(Cys)及GUG(Val)两种密码子。随机和特定序列共聚物为模板-ByGobindKhorana•以人工合成的三核苷酸如UUU、UCU、