第十一章蛋白质的生物合成ppt课件.ppt

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1、第十一章蛋白质的生物合成第一节遗传密码一、遗传密码和密码单位1.遗传密码指mRNA中的核苷酸序列与多肽中氨基酸序列之间的对应关系,通常是指核苷酸三联体决定氨基酸的对应关系,故也称三联体密码或密码子.2.密码单位1954年物理学家GamovG首先对遗传密码进行探讨:41=4;42=16;43=64,足以编码20种氨基酸，密码（codon）应是三联体（triplet）.密码子或称三联体密码，即mRNA上决定一个特定氨基酸的三个核苷酸。3.密码子的确定用各种人工合成模板在体外翻译蛋白质的方法确定用核糖体结合

2、技术测定密码子中的核苷酸排列顺序1961年~1965年4年时间，完全确定了编码20种天然氨基酸的密码子，编出了遗传密码字典。二、遗传密码的基本特征1.遗传密码的连续性(commaless)密码子之间没有任何起“标点”作用的空格,阅读mRNA时是连续的,一次阅读3个核苷酸(碱基).2.遗传密码的不重叠性(nonoverlapping)在绝大多数生物中,阅读mRNA时是以密码子为单位，不重叠地阅读。少数大肠杆菌噬菌体的RNA基因组中部分基因的遗传密码是重叠的。不重叠密码重叠密码3.遗传密码具有简并性（de

3、generacy）(1)除Met(AUG)和Trp(UGG)外，每个氨基酸都有两个或更多的密码子，这种现象称为密码子的简并性（degenecy）。(2)同义密码：同一个氨基酸的不同密码子称同义密码子（synonyms）。（3）简并性的生物学意义减少有害突变，对生物物种的稳定有一定意义。（4）密码的简并性往往表现在密码子的第三位碱基上4.密码的变偶性——摆动性(wobble)tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子配对时，密码子的第一位、第二位碱基配对是严格的，第三位碱基可以有一定变动，Crick称这种

4、现象称为密码的摆动性或变偶性（wobble）。如tRNA反密码子第一位的IA、U、C配对。显然,密码子的专一性基本取决于前两位碱基，第三位碱基起的作用有限(有较大灵活性)。所以几乎所有氨基酸的密码子都可以用和来表示.5.遗传密码的通用性和变异性(1)通用性:指各种低等和高等生物,包括病毒、细菌及真核生物,基本上共用一套遗传密码.(2)密码的变异性:目前已知线粒DNA(mtDNA)的编码方式与通用遗传密码子有所不同.6.密码子有起始密码子和终止密码子（1）起始密码子:AUG(Met)多数原核,真核生物

5、GUG少数情况(2)终止密码子:UAA、UAG和UGA不编码任何氨基酸,又称为无义密码子（nonsensecodons）或终止密码子（chain－terminatingcodons），它们单个或串联在一起用于多肽链翻译的结束，没有相应的tRNA存在。关于SD序列第二节核糖体一、核糖体是蛋白质合成的工厂用放射性同位素标记氨基酸，注射到小鼠体内，经短时间后取出肝脏，制成匀浆，离心，分离各细胞器，发现核糖体放射性最强，说明核糖体是蛋白质合成部位。二、核糖体的结构原核生物真核生物三核糖体的活性位点四、核糖体的

6、功能参与多肽链的启动、延长、终止，并“移动”含有遗传信息的模板mRNA第三节转移RNA的功能在蛋白质合成中，tRNA起着运载氨基酸的作用，按照mRNA链上的密码子所决定的氨基酸顺序将氨基酸转运到核糖体的特定部位。tRNA有两个关键部位：⑴3’端CCA：接受氨基酸，形成氨酰-tRNA.需ATP提供活化氨基酸所需的能量。⑵与mRNA结合部位—反密码子部位(tRNA的接头作用)此外,tRNA上尚有(3)识别氨酰tRNA合成酶的位点,(4)核糖体识别位点3’5’ICCA-OH5’3’CCA-OHGGCCCG密

7、码子与反密码子的阅读方向均为5‘3’，两者反向平行配对。第四节蛋白质生物合成的分子机制一、肽链延伸合成的方向和速度（一）方向N端→C端（二）速度肽链延伸的速度极快，一个核糖体合成一条完整的血红蛋白α-链(146个AA)3分钟,0.8AA/秒.大肠杆菌20个AA/秒二、mRNA上翻译的方向1.用人工合成的多核苷酸作模板证明2.翻译方向：5′→3'三、原核生物蛋白质生物合成的分子机制1.部位:细胞质2.酶:氨酰-tRNA合成酶3.能量:消耗2ATP4.产物:氨酰-tRNA甲酰化产物fMet-tRNA(原

8、核生物起始AA)氨基酸在掺入肽链前必须活化,在胞液中进行。氨基酸的活化是指各种参加蛋白质合成的AA与携带它的相应的tRNA结合成氨酰-tRNA的过程。活化反应在氨酰-tRNA合成酶的催化下进行。(一)氨基酸的活化20种氨基酸中每一种都有各自特异的氨酰-tRNA合成酶。氨酰-tRNA合成酶具有高度的专一性，它既能识别相应的氨基酸（L-构型），又能识别与此氨基酸相对应的一个或多个tRNA分子；即使AA识别出现错误，此酶具有水解功能，可以将其水解掉。这种高度的