遺傳信息的翻譯備課講稿

1、遺傳信息的翻譯第一節(jié) 參與蛋白質合成的物質一、一、mRNA和遺傳密碼和遺傳密碼1. 遺傳密碼及其破譯遺傳密碼及其破譯信使信使RNA的發(fā)現的發(fā)現三聯子密碼（密碼子）三聯子密碼（密碼子） 起始密碼子，終止密碼子起始密碼子，終止密碼子2. 遺傳密碼的性質遺傳密碼的性質（1）遺傳密碼的連續(xù)性（2）遺傳密碼的簡并性（3）遺傳密碼的擺動性（4）遺傳密碼的普遍性和特殊性（5）遺傳密碼的防錯功能 第第 三三 個個 字字 母母U CA G二、二、t tRNA與氨基酸的轉運與氨基酸的轉運t tRNA的結構的結構tRNAtRNA二級結構二級結構二氫尿二氫尿嘧啶環(huán)嘧啶環(huán)TC環(huán)環(huán)額外環(huán)額外環(huán)反密碼子環(huán)反密碼子環(huán)氨基酸氨

2、基酸接受臂接受臂35tRNA的三級結構的三級結構 2. tRNA的功能3. tRNA的種類（1）起始tRNA（2）同工tRNA（3）校正tRNA三、核糖體的結構和功能三、核糖體的結構和功能 核糖體核糖體的結構的結構 原核生物核糖體由約原核生物核糖體由約2/3的的RNA和和1/3的的蛋白質組成；真核生物核糖體中蛋白質組成；真核生物核糖體中RNA約占約占3/5的和蛋白質占的和蛋白質占2/5。 原核生物原核生物真核生物真核生物核糖核糖體體小亞基小亞基大亞基大亞基核糖核糖體體小亞基小亞基大亞基大亞基S值值70S30S50S80S40S60SrRNA16S-rRNA5S-rRNA23S-rRNA18S-

3、rRNA28S-rRNA5S-rRNA5.8S-rRNA蛋白蛋白質質21種種33種種33種種49種種 原核、真核核糖體的組成原核、真核核糖體的組成 2. rRNA3. 核糖體的功能核糖體的功能第二節(jié)第二節(jié) 蛋白質生物合成的過程蛋白質生物合成的過程 蛋白質的生物合成也稱蛋白質的生物合成也稱翻譯翻譯，即把，即把mRNA分子中堿基排列順序轉變?yōu)榈鞍踪|或多肽鏈中分子中堿基排列順序轉變?yōu)榈鞍踪|或多肽鏈中的氨基酸排列順序的過程。的氨基酸排列順序的過程。翻譯的過程：翻譯的過程： 氨基酸的活化氨基酸的活化 肽鏈合成的起始肽鏈合成的起始 肽鏈的延伸肽鏈的延伸 肽鏈合成的終止與釋放肽鏈合成的終止與釋放1. 氨基酸

4、的活化氨基酸的活化 tRNAtRNA攜帶氨基酸的反應攜帶氨基酸的反應 氨基酸氨基酸 + tRNA 氨酰氨酰-tRNA氨酰氨酰-tRNA合成酶合成酶ATP AMP+PPi 密碼子密碼子AUGAUG為編碼甲硫氨酸（為編碼甲硫氨酸（MetMet）的密碼子，）的密碼子，同時作為起始密碼同時作為起始密碼。 真核生物：甲硫氨酰真核生物：甲硫氨酰-tRNA-tRNA（Met-tRNAMet-tRNA） 原核生物：甲酰甲硫氨酰原核生物：甲酰甲硫氨酰-tRNA -tRNA （fMet-tRNAfMet-tRNA） 起始起始tRNAtRNA2. 肽肽鏈合成的起始鏈合成的起始 肽鏈合成的起始階段，是指肽鏈合成的起始

5、階段，是指mRNAmRNA和起和起始始tRNAtRNA分別與核糖體結合而形成分別與核糖體結合而形成起始復合起始復合物的過程物的過程。 需起始因子需起始因子IFIF和和ATPATP、GTPGTP參與。參與。n蛋白體大、小亞基分離。蛋白體大、小亞基分離。nmRNAmRNA在小亞基定位結合；在小亞基定位結合； SDSD序列序列：又稱核糖體結合位點，是：又稱核糖體結合位點，是mRNAmRNA起始密起始密碼上游的一段富含嘌呤核苷酸的序列，該序列碼上游的一段富含嘌呤核苷酸的序列，該序列以以AGGAAGGA為核心為核心; ;（圖圖12-212-2）n起始起始tRNAtRNA在小亞基上就位；在小亞基上就位；

6、n核糖體大亞基結合。核糖體大亞基結合。原核生物原核生物70S起始復合物形成起始復合物形成( (圖圖12-3)12-3) 3. 肽鏈的延伸肽鏈的延伸 肽鏈合成的延伸是根據肽鏈合成的延伸是根據mRNA密碼序列的密碼序列的指導指導,依次添加氨基酸從依次添加氨基酸從N端向端向C端延伸肽鏈端延伸肽鏈,直到合成終止的過程。直到合成終止的過程。 需要延伸因子、各種酶和GTP參與。 原核生物延伸因子原核生物延伸因子：EF-Tu EF-Ts EF-G 肽鏈延伸三個步驟：肽鏈延伸三個步驟： （1 1）進位進位(entrance) (entrance) （2 2）轉肽轉肽(peptide bond formatio

7、n)(peptide bond formation) （3 3）移位移位(translocation)(translocation) 核糖體閱讀核糖體閱讀mRNA密碼子的方向是密碼子的方向是53，肽，肽鏈合成從鏈合成從NC端進行的。端進行的。需參與。需參與。新的氨酰新的氨酰-tRNA進進入入A部位部位（1）（1）進位）進位轉肽反應在位上進行轉肽反應在位上進行（2）轉肽）轉肽是由肽酰轉移酶催化的肽鍵形成過程。是由肽酰轉移酶催化的肽鍵形成過程。（3） 移位移位 延長因子延長因子EF-G有移位酶活性，可結合并水解有移位酶活性，可結合并水解分子分子GTP，促進核糖體向，促進核糖體向mRNA的的側移動。

8、側移動。移位轉肽 4. 肽鏈合成的終止和釋放肽鏈合成的終止和釋放 當核糖體上出現當核糖體上出現mRNA的終止密碼后，多肽鏈合的終止密碼后，多肽鏈合成停止，肽鏈從肽酰成停止，肽鏈從肽酰t tRNA中釋出，中釋出， mRNA、核糖、核糖體大、小亞基等分離，這些過程稱為肽鏈合成終止體大、小亞基等分離，這些過程稱為肽鏈合成終止 需要需要釋放因子釋放因子（RF）的參與）的參與 原核生物原核生物RF：RF-1、RF-2、RF-3UAA UAGUAA UGA有助于有助于RF-1/-2的活性的活性IF3IF3RF1RF2RF3GTPGDP+Pi第三節(jié) 翻譯后的加工 氨肽酶肽甲?；赴彪拿?磷酸化磷酸化 (如核

9、糖體蛋白質如核糖體蛋白質) 糖基化糖基化 (如各種糖蛋白如各種糖蛋白) 甲基化甲基化 (如組蛋白、肌肉蛋白質如組蛋白、肌肉蛋白質) 乙基化乙基化 (如組蛋白如組蛋白) 羥基化羥基化 (如膠原蛋白如膠原蛋白) 羧基化羧基化 等等1. 1. 折疊折疊 在內質網（在內質網（ERER）腔中折疊和修飾是有關）腔中折疊和修飾是有關的，糖分子的連接對于正確的折疊十分必要。的，糖分子的連接對于正確的折疊十分必要。 BiPBiP，一個與折疊功能有關的蛋白，屬于，一個與折疊功能有關的蛋白，屬于分子伴侶分子伴侶Hsp70Hsp70家庭的一員。有家庭的一員。有兩個功能：兩個功能：? ?2. 2. 在在ERER中的糖基

10、化及修整中的糖基化及修整 實際中所有分泌蛋白和膜蛋白幾乎都是實際中所有分泌蛋白和膜蛋白幾乎都是被糖基化的蛋白。被糖基化的蛋白。3. 3. 在高爾基體表面的進一步加工在高爾基體表面的進一步加工 復合寡聚糖是在高爾基體中進一步修整復合寡聚糖是在高爾基體中進一步修整和加上糖的殘基。和加上糖的殘基。envgagpol蛋白質內含子蛋白質內含子-內蛋白子內蛋白子 與內含子的區(qū)別在于，它可以和與內含子的區(qū)別在于，它可以和外蛋白外蛋白質子質子的基因一道表達，而不是其的基因一道表達，而不是其mRNAmRNA被切除，被切除，產生前體蛋白以后再從前體中被切除掉。產生前體蛋白以后再從前體中被切除掉。例如：哺乳動物的鴉

11、片樣促黑皮激素原例如：哺乳動物的鴉片樣促黑皮激素原(POMC)(POMC)初翻譯初翻譯產物為產物為265265個氨基酸。個氨基酸。 在腦下垂體前葉細胞中，在腦下垂體前葉細胞中，POMCPOMC切割成為切割成為N-N-端片段端片段和和C C端片段的端片段的-促脂解素促脂解素。然后。然后N N端片段又被切割成端片段又被切割成較小的較小的N N端片斷端片斷和和促腎上腺皮質激素促腎上腺皮質激素(ACTH )(ACTH )。而在腦下垂體中葉。而在腦下垂體中葉細胞中，細胞中，-促脂解素再次被切割產生促脂解素再次被切割產生-內啡肽內啡肽；ACTHACTH也也被切割產生被切割產生1313肽的肽的- - 促黑激素促黑激素(-melanotropin)(-melanotropin)POMCNC信號肽信號肽 較短肽鏈（較短肽鏈（103肽）肽）ACTH-促黑激素促黑激素 - Endorphin -內啡肽內啡肽促腎上腺皮質激素促腎上腺皮質激素 -促脂解素促脂解素 -LPH較長肽鏈較長肽鏈第四節(jié)第四節(jié) 蛋白質的運輸蛋白質的運輸一、信號肽引導蛋白質到達靶部位二、翻譯完成后被運輸的蛋白質三、內質網合成的蛋白質四、翻譯的同時也被運輸的蛋白質分泌蛋白質的合成和胞吐作用分泌蛋白質的合成和胞吐作用內質網內質網高爾基體高爾基體泡泡泡泡泡融入泡融入質膜質膜核糖體核糖體芽泡芽泡蛋白質定位蛋白質定位 新合成的蛋白質只有被運