(医学)生化 本科-翻译

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1、蛋白质的生物合成（翻译）ProteinBiosynthesis(Translation)蛋白质生物合成(proteinbiosynthesis)也称翻译(translation)，是生物细胞以mRNA为模板，按照mRNA分子中核苷酸的排列顺序所组成的密码信息合成蛋白质的过程（1）氨基酸的活化（2）肽链的生物合成（3）肽链形成后的加工和靶向输送反应过程第一节蛋白质生物合成体系ProteinBiosynthesisSystem基本原料：20种编码氨基酸模板：mRNA适配器：tRNA装配机：核糖体主要酶和蛋白质因子：氨基酰-tRNA合成酶、转肽酶、起始因子、延长因子、释放因子等能源物

2、质：ATP、GTP无机离子：Mg2+、K+蛋白质生物合成体系一、mRNA是蛋白质生物合成的直接模板mRNA的基本结构StartofgeneticmessageCapEndTail5-端非翻译区533-端非翻译区开放阅读框从mRNA5-端起始密码子AUG到3-端终止密码子之间的核苷酸序列，称为开放阅读框(openreadingframe,ORF)遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为顺反子(cistron)原核细胞中，数个结构基因常串联为一个转录单位，转录生成的mRNA可编码几种功能相关的蛋白质，为多顺反子(polycistron)真核生物一个mRNA只编码一条多肽链，为

3、单顺反子(singlecistron)mRNA结构简图非翻译区m7编码单条多肽链遗传密码在mRNA的开放阅读框架区，以每3个相邻的核苷酸为一组，代表一种氨基酸或其他信息，这种三联体形式的核苷酸序列称为密码子起始密码子(initiationcodon)：AUG终止密码子(terminationcodon)：UAA、UAG、UGA密码子(codon)：起始密码子和终止密码子：遗传密码表1968年诺贝尔生理学或医学奖解读了遗传密码及其在蛋白质合成方面的机能MarshallNirenberg美国生化遗传学家国立卫生研究院1927~2010HarGobindKhorana美国生物化学家

4、威斯康星大学1922~RobertW.Holley美国分子生物学家康奈尔大学1922~1993遗传密码的特点：1.方向性(directional)翻译时遗传密码的阅读方向是5→3，即读码从mRNA的起始密码子AUG开始，按5→3的方向逐一阅读，直至终止密码子NC肽链延伸方向53读码方向2.连续性(non-punctuated)编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码连续阅读，密码子及密码子的各碱基之间既无间隔也无交叉5…….AUGGCAGUACAU……UAA3AlaValHisMet终止密码基因损伤引起mRNA阅读框架内的碱基发生插入或缺失，可能导致框移突变(fra

5、meshiftmutation)缬脯苏天冬缬丙酪甘缬丙丝精许多真核生物基因转录后有一个对mRNA外显子加工的过程，可通过特定碱基的插入、缺失或置换，使mRNA序列中出现移码突变、错义突变或无义突变，导致mRNA与其DNA模板序列不匹配，使同一前体mRNA翻译出序列、功能不同的蛋白质。这种基因表达的调节方式称为mRNA编辑(mRNAediting)。3.简并性(degenerate)一种氨基酸可具有2个或2个以上的密码子为其编码。这一特性称为遗传密码的简并性。除色氨酸和甲硫氨酸仅有1个密码子外，其余氨基酸有2、3、4或多至6个三联体密码子为其编码。为同一种氨基酸编码的各密码子称为

6、简并性密码子，也称同义密码子。各种氨基酸的密码子数目密码子简并性的生物学意义：减少有害突变遗传密码的特异性主要取决于前两位碱基AlaGCUGCCGCAGCGThrACUACCACAACG4.通用性(universal)从简单的病毒到高等的人类，几乎使用同一套遗传密码。遗传密码表中的这套“通用密码”基本上适用于生物界的所有物种，具有通用性。密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。线粒体密码子UGAAUAAGAAGGCUNCCG正常密码子含义终止IleArgLeuArg脊椎动物TrpMet终止++果蝇TrpMetSer++啤酒酵母TrpMet+Thr+丝状真菌Trp++++锥

7、形虫Trp++++高等植物++++Trp已知线粒体遗传密码含义的改变5.摆动性(wobble)tRNA上反密码子的第1位碱基与mRNA密码子的第3位碱基配对时，可以在一定范围内变动，即并不严格遵守常见的碱基配对规律，这种现象称为摆动配对(wobblebasepairing)摆动配对U二、核糖体是蛋白质生物合成的场所核糖体的组成核糖体又称核蛋白体，是由rRNA和多种蛋白质结合而成的一种大的核糖核蛋白颗粒，是蛋白质生物合成的场所原核生物真核生物核糖体小亚基大亚基核糖体小亚基大亚基S值70S30S