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1、第十五章 蛋白质的合成蛋白质合成概述DNA:ATGCATGCATGCRNA:AUGCAUGCAUGCPROTEIN:aa1aa2aa3aa4什么样的碱基序列决定什么样的氨基酸序列呢？如何实现碱基序列到氨基酸序列的转变？第一节mRNAmRNA的概念首先是由F.Jacob和J.Monod1965年提出来的．因为当时已经知道编码蛋白质的遗传信息载体ＤＮＡ是在细胞核中，而蛋白质的合成是在细胞质中，于是就推测，应该有一种中间信使在细胞核中合成后携带上遗传信息进入细胞质中指导蛋白质的合成，后来经过众多科学
2、家的实验，发现了除rRNA和tRNA之外的第三种RNA,它起着这种遗传信息传送的功能,称为信使RNA(mRNA)。mRNA的半衰期很短,很不稳定,一旦完成其使命后很快就被水解掉。原核生物和真核生物mRNA的结构差异教大，尤其是在5’端。一、 原核生物mRNA的结构（1） 5’端SD序列P404-P405在起始密码子AUG上游9-13个核苷酸处，有一段可与核糖体16SrRNA配对结合的、富含嘌呤的3-9个核苷酸的共同序列，一般为AGGA，此序列称SD序列。它与核糖体小亚基内16SrRNA的
3、3’端一段富含嘧啶的序列GAUCACCUCCUUA-OH（暂称反SD序列）互补，形成氢键。使得结合于30S亚基上的起始tRNA能正确地定位于mRNA的起始密码子AUG。（2）原核mRNA分子，许多是多顺反子。转译时，各个基因都有自己的SD序列、起始密码子、终止密码子，分别控制其合成的起始与终止，也就是说，每个基因的翻译都是相对独立的。如E.coli，一个7000b的mRNA编码5种与Trp合成有关的酶二、 真核生物mRNA的结构（1） 真核生物mRNA5’端均具有m7GpppN帽子结构，
4、无SD序列。帽子结构具有增强翻译效率的作用。若起始AUG与帽子结构间的距离太近（小于12个核苷酸），就不能有效利用这个AUG，会从下游适当的AUG起始翻译。当距离在17-80个核苷酸之间时，离体翻译效率与距离成正比。（2） 真核生物mRNA通常是单顺反子。真核mRNA具有“第一AUG规律”，即当5’端具有数个AUG时，其中只有一个AUG为主要开放阅读框架的翻译起点。起始AUG具有二个特点：（1）AUG上游的-3经常是嘌呤，尤其是A。（2）紧跟AUG的+4常常是G。起始AUG邻近序列中，以ANNA
5、UGGN的频率最高。若-3不是A，则+4必须是G。无此规律的AUG，则无起始功能。有关mRNA发现及其证实的细节看书P391.第二节遗传密码我们已经知道,多肽上氨基酸的排列次序最终是由DNA上核苷酸的排列次序决定的，而直接决定多肽上氨基酸次序的是mRNA上的核苷酸的排列次序,不论是DNA还是mRNA都是由4种核苷酸构成，而组成多肽的氨基酸有20种,显然,必须是几个核苷酸的组合编码一个氨基酸才能应付局面.用数学方法很容易算出,如果每2个核苷酸编码1个氨基酸,那么4种核苷酸只有16中编码方式，显然不行,
6、如果每3个核苷酸编码1个氨基酸,则有64种编码方式,很理想,如果4对1则有256种,太没必要也太复杂了,时刻记住生物体是一个最理想的体系.而且科学家们用生物化学实验已经证实是3个碱基编码1个氨基酸,称为三联体密码或密码子。那么让我们看一下遗传密码是如何破译的。一、 遗传密码的破译在遗传密码的破译中,美国科学家M.W.Nirenberg等人做出了重要贡献,并于1968年获得了诺贝尔生理医学奖.早在1961年，M.W.Nirenberg等人在大肠杆菌的无细胞体系中外加poly(U)模板、20种标
7、记的氨基酸，经保温后得到了多聚phe-phe-phe，于是推测UUU编码phe。利用同样的方法得到CCC编码pro，GGG编码gly，AAA编码lys。如果利用poly（UC），则得到多聚Ser-Leu-Ser-Leu，推测UCU编码Ser，CUC编码Leu，因为poly（UC）有两种读码方式：UCU——CUC和CUC——UCU采用这种方式，到1965年就全部破译了64组密码子，见表P394。二、 遗传密码的特点在64个密码子中有61个编码氨基酸，3个不编码任何氨基酸而起肽链合成的终止作用，
8、称为终止密码子，它们是UAG、UAA、UGA，密码子AUG（编码Met）又称起始密码子。密码子：mRNA上由三个相邻的核苷酸组成一个密码子，代表肽链合成中的某种氨基酸或合成的起始与终止信号。（1）方向性：从mRNA的5’到3’（2）连读性编码一个肽链的所有密码子是一个接着一个地线形排列，密码子之间既不重叠也不间隔，从起始密码子到终止密码子构成一个完整的读码框架（不包括终止子），又称开放阅读框架（ORF）。那么如果在阅读框中插入或删除一个碱基就会使其后的读码发生移位性错
