《蛋白质的生物合成》PPT课件

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1、4蛋白质的生物合成mRNA和遗传密码tRNA核糖体参与合成的酶及蛋白质因子多肽链合成的机理翻译后的加工和定向运输本章概要翻译：RNA参与蛋白质生物合成，将核苷酸序列转变为氨基酸序列，进而形成高级结构的过程。最保守最耗时的事件之一。细菌细胞中有80％的能量和50%的干重用于蛋白质合成。原料：氨基酸模板：mRNA工具：tRNA场所：核糖核蛋白体有关的酶、蛋白质因子翻译体系翻译包括起始、多肽链延伸、终止三个基本阶段。第一节mRNA和遗传密码携带从DNA传递来的遗传信息，是蛋白质生物合成的模板。它决定蛋白质分子中的氨基酸排列顺

2、序。1.mRNA5-UTR3-UTRExonIntronpolypeptideMUturemRNAPre-mRNA开放阅读框（ORF）大肠杆菌Trp前导序列的3种可能的ORFsORF:从起始密码到终止密码的蛋白编码区序列多顺反子：原核细胞中每种mRNA分子常带有多个功能相关的蛋白质的编码信息，翻译过程中可同时合成几种蛋白质。单顺反子：真核细胞每种mRNA一般只带有一种蛋白质编码信息。顺反子（cistron）编码单条多肽链的一个遗传功能单位，即转录单位。（seymourBenzer，1975）顺反子概念把基因具体化为DN

3、A分子的一段序列，它负责传递遗传信息，是决定一条多肽链的完整的功能单位；但它又是可分的，组成顺反子的核苷酸可以独自发生突变或重组，单顺反子多顺反子遗传密码：指DNA或mRNA中决定蛋白质中氨基酸排列顺序的碱基序列信息。密码子：mRNA中相邻三个核苷酸组成编码多肽链中一个氨基酸三联体。2.遗传密码一是体外翻译系统的建立；二是核酸的人工合成：三是核糖体结合技术。破译遗传密码的突破性工作主要包括：aa-tRNA分离测序及密码子的摆动性多聚核苷酸体外合成体外无细胞翻译体系遗传密码的发现：第一个遗传密码的破译1954年，物理学家

4、GeorgeGamow数学推理43符合经济原则。1961年，Brenner和Grick在T4噬菌体突变体侵染大肠杆菌过程中发现DNA链与蛋白质氨基酸链的共线性，首先肯定了三个核苷酸的推理以及阅读的连续性和简并性。1961年，美国NIH的MarshallNirenberg和Mathaei利用大肠杆菌体外无细胞翻译体系加入多聚核苷酸的方式证明了UUU（Phe）、AAA（Lys）、CCC（Pro），但由于polyG形成三股螺旋而不与核糖体结合而未能得到对应的氨基酸。不同的氨基酸分别加入到polyU试管系统中答案：polyU合

5、成的肽链全部是苯丙氨酸（Phe）破译第一个遗传密码Nirenberg和Mathaei的体外无细胞翻译体系遗传密码的发现：密码表的确立1963年，Speyer和Ochoa等利用混合共聚物法确定了Asp、Glu和Thr等遗传密码的碱基组成，但不能明确碱基顺序。1964年，Nirenberg和Leder建立了破译密码的新方法—tRNA与确定三联体密码（核糖体）结合实验。但并非所有三核苷酸都能与核糖体进行特异结合，所以有些氨基酸的tRNA与核糖体的结合并非特异的。1964-1966年，Khorana、Jones和Nishimu

6、ra等人应用有机化学和酶学技术制备已知的核苷酸重复多聚物，以其为模板进行体外翻译，完成了所有遗传密码的破译。Khorana：有机合成DNA单链双链DNARNA单链氨基酸链DNApolIRNApol体外翻译（标记aa）UCUCUCUCUCUCUCUCUCUCUCUCUCUCUCU、CUCSer、LeuUUCUUCUUCUUCUUCUUCUUCUUCUUCUUC、UCU、CUUSer、Leu、PheUUACUUACUUACUUACUUACUUACUUACUUA、UAC、ACU、CUUThr、Leu、TyrCUU（Leu）U

7、CU（Ser）CUC（Leu）CUU（phe）1966年，Nirenberg和KhorUnU绘制全部64个密码子的遗传密码字典MarshallWNirenberg和HarGobindKhorana1968年诺贝尔化学奖遗传密码的发现：密码表的验证1966年，Sterisinger等用噬菌体T4中用原黄素诱发移码突变的方法证实遗传密码是完全正确的。而且还可推测出遗传信息是以5’-3’的方向阅读的，蛋白质则是从N端向C端合成的。遗传密码的发现：副密码子（paracodon）的发现1984年，Prather等发现氨基酸接受柄

8、G3-C70被G3-U70突变的tRNALys保留对Lys的特异性，且也能携带Ala或Gly。1985年，Normanly等发现取代亮氨酸tRNA中的12个碱基(无反密码子碱基的取代)，能够使其变为丝氨酸tRNA。1988年，MIT的Hou和Schimmel通过比较tRNA的D柄、反密码柄、TψC柄和氨基酸接受柄等突变进一步证明了