生物化学--第十三章蛋白质的生物合成

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1、第十三章蛋白质的生物合成翻译翻译(translation)：根据mRNA链上的遗传信息合成蛋白质的过程。翻译的过程十分复杂，几乎涉及到细胞内所有种类的RNA和几十种蛋白质因子。原料：20种L-氨基酸；3种RNA：mRNA,tRNA,rRNA酶：氨基酰tRNA合成酶、转肽酶两种高能核苷酸：ATP、GTP金属离子：K+、Mg2+（促进肽键形成)多种蛋白质因子:起始因子:IF或eIF延长因子：EF或eEF释放因子：RF或eRF方向：氨基端→羧基端第一节RNA在蛋白质生物合成中的重要功能一、mRNA和遗传密码真核mR

2、NA在核质内合成时是一种大分子量的mRNA前体，叫核内不均一RNA（hnRNA）。hnRNA经过细胞内加工为成熟的mRNA，转移到细胞质行使其功能。mRNA是蛋白质合成的直接模板，其核苷酸排列顺序取决于相应DNA的碱基排列顺序，它又决定了所形成的蛋白质多肽链中的氨基酸的排列顺序。原核生物mRNA分子结构:真核生物mRNA分子结构：SD序列SD序列富含嘌呤碱基，可与16srRNA的3’末端富含嘧啶碱基的序列互补，这与mRNA对核糖体的快速识别有关。㈠、遗传密码的破译mRNA都是由4种核苷酸构成，而组成多肽的氨基

3、酸有20种；4种核苷酸与20种氨基酸怎样对应起来？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：3个相邻的核苷酸→1种氨基酸，有43种排列→64种密码子在mRNA链上以相邻的三个核苷酸为一组，起编码多肽链中一种氨基酸的作用，叫密码子(codon)。由于它是相邻的三个核苷酸又称三联体密码(tripletcode)。早在1961年，Nirenberg等人在大肠杆菌的无细胞体系中外加poly(U)模板、20种标记的氨基酸，经保温后得到了多聚phe-phe-phe，于是推测UUU编码ph

4、e。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。EstablishedthechemicalstructureoftRNAEstablishedtheinvitrosystemforrevealingthegeneticcodesDevisedmethodstosynthesizewelldefinednucle

5、icacids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，称为终止密码子，它们是UAA、UAG、UGA，密码子AUG（编码Met）又称起始密码子。㈡、遗传密码的特性1.密码的无标点性、无重叠性编码一个肽链的所有既不重叠也不间隔，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）。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误，称为移码突变。几种密码子编码一种氨基酸的现象称为密码子的简并性。编码同一个氨基酸的一组密码子称为同义密码子。如GGN（GG

6、A、GGU、GGG、GGC）都编码Gly，那么这4种密码子就称为Gly的简并密码，一般情况下密码子的简并性只涉及第三位碱基。只有Met和Trp没有简并密码。2.密码子的简并性问：密码子简并性的生物学意义？密码子的专一性主要由前两位碱基决定的，而第三位碱基有较大的灵活性，Click将第三位碱基的这一特性称为摆动性（wobble）。密码子第三位碱基与反密码子第一位碱基不严格互补，但不影响翻译正确。3.密码子的摆动性问：细胞内有几种tRNA？当遗传密码破译后，由于有61个密码子编码氨基酸，于是人们预测细胞内有61种，但

7、事实上绝大多数细胞内只有50种左右，Crick也正是在这种情况下提出了摇摆假说并合理解释了这种情况。根据摇摆性和61个密码子，经过仔细计算，要翻译61个密码子至少需要31种tRNA，外加1个起始tRNA，共需32种。但是，在叶绿体和线粒体内，由于基因组很小用到的密码子少，因此，叶绿体内只有30种左右tRNAs，线粒体只有24种。病毒、原核细胞、真核细胞都用同一套遗传密码子表，叫密码的通用性。目前只发现线粒体和叶绿体内有例外情况，这也是如火如荼的转基因的前提。4.密码子的通用性二、tRNAtRNA起运载氨基酸的作

8、用，将氨基酸按照mRNA链上的密码子所决定的氨基酸顺序搬运到蛋白质合成的场所（即核糖体）的特定部位。每一种氨基酸可以有一种以上tRNA作为运载工具，人们把携带相同氨基酸而反密码子不同的一组tRNA称为同功受体tRNA(isoacceptingtRNAs)tRNA的二、三级结构tRNA的功能㈠、3’端接受氨基酸氨基酸tRNA氨酰tRNA㈡、识别mRNA链上的密码子反密码子密