RNA的生物合成轉(zhuǎn)錄

1、本章內(nèi)容本章內(nèi)容第一節(jié)第一節(jié) 轉(zhuǎn)錄的酶和模板轉(zhuǎn)錄的酶和模板第二節(jié)第二節(jié) 轉(zhuǎn)錄過(guò)程轉(zhuǎn)錄過(guò)程第三節(jié)第三節(jié) 真核生物的轉(zhuǎn)錄后修飾真核生物的轉(zhuǎn)錄后修飾轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄生物體以生物體以DNADNA為模板合成為模板合成RNARNA的過(guò)程的過(guò)程 。 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄錄RNADNA 復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別 A-U，T-A，G-CA-T，G-C配對(duì)配對(duì)mRNA，tRNA，rRNA子代雙鏈子代雙鏈DNA（半保留復(fù)制）半保留復(fù)制）產(chǎn)物產(chǎn)物RNA聚合酶（聚合酶（RNA-pol）DNA聚合酶聚合酶酶酶NTPdNTP原料原料模板鏈轉(zhuǎn)錄（不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄）模板鏈轉(zhuǎn)錄（不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄）兩股鏈均復(fù)制兩股鏈均復(fù)制模板模板轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄復(fù)制復(fù)制A-U，T

2、-A，G-CA-T，G-C配對(duì)配對(duì)mRNA，tRNA，rRNA子代雙鏈子代雙鏈DNA（半保留復(fù)制）半保留復(fù)制）產(chǎn)物產(chǎn)物RNA聚合酶（聚合酶（RNA-pol）DNA聚合酶聚合酶酶酶NTPdNTP原料原料模板鏈轉(zhuǎn)錄（不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄）模板鏈轉(zhuǎn)錄（不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄）兩股鏈均復(fù)制兩股鏈均復(fù)制模板模板轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄復(fù)制復(fù)制參與轉(zhuǎn)錄的物質(zhì)參與轉(zhuǎn)錄的物質(zhì)原料原料: : NTP (ATP, UTP, GTP, CTP) NTP (ATP, UTP, GTP, CTP) 模板模板: : DNA DNA酶酶: : RNA RNA聚合酶聚合酶(RNA polymerase, RNA-pol)(RNA polymerase, RNA-

3、pol)其他蛋白質(zhì)因子其他蛋白質(zhì)因子第一節(jié) 模板和酶轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄: :以以DNADNA為模板，在依賴于為模板，在依賴于DNADNA的的RNARNA多聚酶催化下合成與模板互補(bǔ)的多聚酶催化下合成與模板互補(bǔ)的mRNAmRNA鏈的鏈的過(guò)程。轉(zhuǎn)錄是基因?qū)崿F(xiàn)表達(dá)的第一步。過(guò)程。轉(zhuǎn)錄是基因?qū)崿F(xiàn)表達(dá)的第一步。一、轉(zhuǎn)錄模板轉(zhuǎn)錄的不對(duì)稱性就是指以雙鏈轉(zhuǎn)錄的不對(duì)稱性就是指以雙鏈DNADNA中的一條中的一條鏈作為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，從而將遺傳信息由鏈作為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，從而將遺傳信息由DNADNA傳遞給傳遞給RNARNA。能轉(zhuǎn)錄出能轉(zhuǎn)錄出RNARNA的的DNADNA區(qū)段稱為結(jié)構(gòu)基因。區(qū)段稱為結(jié)構(gòu)基因。能夠轉(zhuǎn)錄能夠轉(zhuǎn)錄RNARNA

4、的那條的那條DNADNA鏈稱為鏈稱為模板鏈模板鏈，也，也稱作有意義鏈。稱作有意義鏈。 與模板鏈互補(bǔ)的另一條與模板鏈互補(bǔ)的另一條DNADNA鏈稱為鏈稱為編碼鏈編碼鏈，也稱為反義鏈。也稱為反義鏈。 55335模板鏈模板鏈編碼鏈編碼鏈55 5 3 3 3 3 5 5 模板鏈模板鏈編碼鏈編碼鏈編碼鏈編碼鏈模板鏈模板鏈結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向5GCAGTACATGTC 33 c g t g a t g t a c a g 55GCAGUACAUGUC 3NAla Val His Val C編碼鏈編碼鏈模板鏈模板鏈mRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯模板鏈、編碼鏈與轉(zhuǎn)錄及翻譯的關(guān)系

5、模板鏈、編碼鏈與轉(zhuǎn)錄及翻譯的關(guān)系轉(zhuǎn)錄的連續(xù)性：轉(zhuǎn)錄的連續(xù)性：RNARNA轉(zhuǎn)錄合成時(shí)，以轉(zhuǎn)錄合成時(shí)，以DNADNA作為模板，在作為模板，在RNARNA聚合酶的催化下，聚合酶的催化下，連續(xù)合成一段連續(xù)合成一段RNARNA鏈，各條鏈，各條RNARNA鏈之間鏈之間無(wú)需再進(jìn)行連接。無(wú)需再進(jìn)行連接。轉(zhuǎn)錄的單向性：轉(zhuǎn)錄的單向性：RNARNA轉(zhuǎn)錄合成時(shí)，只能轉(zhuǎn)錄合成時(shí)，只能向一個(gè)方向進(jìn)行聚合，所依賴的模板向一個(gè)方向進(jìn)行聚合，所依賴的模板DNADNA鏈的方向?yàn)殒湹姆较驗(yàn)?535，而，而RNARNA鏈的合鏈的合成方向?yàn)槌煞较驗(yàn)?353。 二、參與轉(zhuǎn)錄合成的酶和蛋白因子參與參與RNARNA轉(zhuǎn)錄合成的物質(zhì)轉(zhuǎn)錄合成的物

6、質(zhì)原料：原料：NTP NTP （ATP, UTP, GTP, CTPATP, UTP, GTP, CTP）。）。模板：模板：?jiǎn)捂渾捂淒NADNA。酶：酶：RNARNA聚合酶（聚合酶（DDRPDDRP，RNA-polRNA-pol）。）。其他蛋白質(zhì)因子：其他蛋白質(zhì)因子：如轉(zhuǎn)錄因子、終止因如轉(zhuǎn)錄因子、終止因子等。子等。RNARNA聚合酶（聚合酶（DDRPDDRP）這是一種不同于引物酶的依賴這是一種不同于引物酶的依賴DNADNA的的RNARNA聚聚合酶（合酶（DDRPDDRP）。）。該酶在單鏈該酶在單鏈DNADNA模板以及四種核糖核苷酸存模板以及四種核糖核苷酸存在的條件下，不需要引物，即可從在的條件

7、下，不需要引物，即可從5353聚合聚合RNARNA。 原核生物中的原核生物中的RNARNA聚合酶全酶由五個(gè)亞基構(gòu)聚合酶全酶由五個(gè)亞基構(gòu)成，即成，即 2 2 。 亞基亞基與與轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的識(shí)別轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的識(shí)別有關(guān)，在轉(zhuǎn)錄合成有關(guān)，在轉(zhuǎn)錄合成開始后被釋放；余下的部分（開始后被釋放；余下的部分（ 2 2）被稱為）被稱為核心酶核心酶，與與RNARNA鏈的聚合鏈的聚合有關(guān)。有關(guān)。 真核細(xì)胞的RNA聚合酶有三種：分別是RNA聚合酶、RNA聚合酶和RNA聚合酶。RNA聚合酶、RNA聚合酶分別負(fù)責(zé)合成rRNA和mRNA， RNA聚合酶則催化轉(zhuǎn)錄生成5srRNA和tRNA。第二節(jié) 轉(zhuǎn)錄過(guò)程RNARNA的轉(zhuǎn)錄過(guò)程大

8、體可分為起始、延長(zhǎng)和終的轉(zhuǎn)錄過(guò)程大體可分為起始、延長(zhǎng)和終止三個(gè)階段。轉(zhuǎn)錄全過(guò)程均需止三個(gè)階段。轉(zhuǎn)錄全過(guò)程均需RNARNA聚合酶催聚合酶催化，原核生物轉(zhuǎn)錄起始需要核心酶加上化，原核生物轉(zhuǎn)錄起始需要核心酶加上因因子即全酶參與。延長(zhǎng)過(guò)程是核心酶催化下的子即全酶參與。延長(zhǎng)過(guò)程是核心酶催化下的核苷酸聚合。核苷酸聚合。（RhoRho）因子參與轉(zhuǎn)錄的終）因子參與轉(zhuǎn)錄的終止。止。一起始階段一起始階段 首先由首先由RNARNA聚合酶的聚合酶的因子辨認(rèn)因子辨認(rèn)DNADNA的啟動(dòng)子部位，并帶動(dòng)的啟動(dòng)子部位，并帶動(dòng)RNARNA聚合酶的全酶與啟動(dòng)子結(jié)合，形成聚合酶的全酶與啟動(dòng)子結(jié)合，形成復(fù)合物，同時(shí)使復(fù)合物，同時(shí)使DN

9、ADNA分子的局部構(gòu)象改分子的局部構(gòu)象改變，結(jié)構(gòu)松馳，解開一段變，結(jié)構(gòu)松馳，解開一段RNARNA雙鏈（約雙鏈（約1010幾個(gè)堿基對(duì)），暴露出幾個(gè)堿基對(duì)），暴露出DNADNA模板鏈。模板鏈。在在DNADNA模板鏈轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)堿基的引導(dǎo)下，模板鏈轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)堿基的引導(dǎo)下，第一個(gè)核糖核苷酸進(jìn)入相應(yīng)的位置，配第一個(gè)核糖核苷酸進(jìn)入相應(yīng)的位置，配對(duì)結(jié)合。轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)的堿基多為對(duì)結(jié)合。轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)的堿基多為T T或或C C，因，因此第一個(gè)結(jié)合的此第一個(gè)結(jié)合的NTPNTP多為多為ATPATP或或GTPGTP。二延長(zhǎng)階段二延長(zhǎng)階段 RNARNA鏈的延長(zhǎng)是由核心酶催化的。鏈的延長(zhǎng)是由核心酶催化的。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)核糖核苷酸結(jié)合后，當(dāng)?shù)谝?/p>

10、個(gè)核糖核苷酸結(jié)合后，因子便從全酶中脫因子便從全酶中脫落下來(lái)。并與另一個(gè)核心酶結(jié)合成落下來(lái)。并與另一個(gè)核心酶結(jié)合成RNARNA聚合酶全酶，聚合酶全酶，起始另一次轉(zhuǎn)錄。脫落的起始另一次轉(zhuǎn)錄。脫落的因子可以反復(fù)使用。失因子可以反復(fù)使用。失去去因子的核心酶發(fā)生構(gòu)象改變，與因子的核心酶發(fā)生構(gòu)象改變，與DNADNA模板的結(jié)模板的結(jié)合變得較為松馳，可以沿合變得較為松馳，可以沿DNADNA模板鏈的下游方向模板鏈的下游方向（即（即3535的方向）滑動(dòng)。在核心酶的催化下，的方向）滑動(dòng)。在核心酶的催化下，4 4種核糖核苷酸（種核糖核苷酸（NTPNTP）按照模板鏈堿基排列順序）按照模板鏈堿基排列順序的指引依次進(jìn)入，按

11、照的指引依次進(jìn)入，按照U-A,A-T,C-GU-A,A-T,C-G的堿基配對(duì)原的堿基配對(duì)原則逐個(gè)地加到前一個(gè)核糖核苷酸的則逐個(gè)地加到前一個(gè)核糖核苷酸的3-OH3-OH上，并上，并形成磷酸二酯鍵。隨著核心酶不斷沿模板鏈方向滑形成磷酸二酯鍵。隨著核心酶不斷沿模板鏈方向滑動(dòng)，動(dòng)，DNADNA雙螺旋逐漸解開暴露模板鏈，雙螺旋逐漸解開暴露模板鏈，RNARNA鏈沿鏈沿5353方向逐漸延長(zhǎng)。此時(shí)，已合成的方向逐漸延長(zhǎng)。此時(shí)，已合成的RNARNA鏈從鏈從5-5-端逐漸與模板鏈分離，而模板鏈與編碼鏈重新端逐漸與模板鏈分離，而模板鏈與編碼鏈重新結(jié)合形成雙螺旋結(jié)合形成雙螺旋( (圖圖) )。三終止階段三終止階段 當(dāng)

12、核心酶滑行到當(dāng)核心酶滑行到DNADNA模板鏈的終止模板鏈的終止部位即停頓下來(lái)不再前進(jìn)，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物部位即停頓下來(lái)不再前進(jìn)，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNARNA鏈從轉(zhuǎn)錄鏈從轉(zhuǎn)錄復(fù)合物上脫落下來(lái)，就是轉(zhuǎn)錄終止。原核生物轉(zhuǎn)錄復(fù)合物上脫落下來(lái)，就是轉(zhuǎn)錄終止。原核生物轉(zhuǎn)錄終止有兩種類型：終止有兩種類型：一種是依賴一種是依賴因子終止的轉(zhuǎn)錄因子終止的轉(zhuǎn)錄，因子能與轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物因子能與轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNARNA結(jié)合，使結(jié)合，使RNARNA聚合酶停頓。聚合酶停頓。因子還有因子還有ATPATP酶活性和解螺旋酶活性，它能利用酶活性和解螺旋酶活性，它能利用ATPATP水解釋放的能量，使水解釋放的能量，使RNARNA鏈從模板鏈從模板DNADNA鏈上

13、拆鏈上拆開，并從轉(zhuǎn)錄復(fù)合物中釋放出來(lái)。開，并從轉(zhuǎn)錄復(fù)合物中釋放出來(lái)。另一種是不依賴另一種是不依賴因子終止的轉(zhuǎn)錄因子終止的轉(zhuǎn)錄。在。在DNADNA模板鏈上靠近終止處有模板鏈上靠近終止處有些特殊堿基序列，即較豐富的些特殊堿基序列，即較豐富的A-TA-T配對(duì)區(qū)或配對(duì)區(qū)或G-CG-C配對(duì)配對(duì)區(qū)，是轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)。當(dāng)核心酶遇到終止信號(hào)后，區(qū)，是轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)。當(dāng)核心酶遇到終止信號(hào)后，RNARNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物就形成特殊的發(fā)夾樣結(jié)構(gòu)，阻止核心轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物就形成特殊的發(fā)夾樣結(jié)構(gòu)，阻止核心酶的滑動(dòng)，酶的滑動(dòng)，RNARNA鏈的延長(zhǎng)便終止。鏈的延長(zhǎng)便終止。轉(zhuǎn)錄終止后，核心酶也從轉(zhuǎn)錄終止后，核心酶也從DNADNA模板鏈上脫落下來(lái)

14、，模板鏈上脫落下來(lái)，與與因子重新結(jié)合為全酶進(jìn)行下一次的轉(zhuǎn)錄。這樣因子重新結(jié)合為全酶進(jìn)行下一次的轉(zhuǎn)錄。這樣合成的合成的RNARNA是初級(jí)轉(zhuǎn)錄物，即是初級(jí)轉(zhuǎn)錄物，即RNARNA前體。前體。如前所述，某些抗生素如利福霉素和利福平能抑制如前所述，某些抗生素如利福霉素和利福平能抑制細(xì)菌細(xì)菌RNARNA聚合酶，因而能抑制細(xì)菌聚合酶，因而能抑制細(xì)菌RNARNA的合成。的合成。第三節(jié) 轉(zhuǎn)錄后的加工和修飾轉(zhuǎn)錄后的加工和修飾 真核細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄生成的RNA是初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，均需經(jīng)過(guò)一定程度的加工才具有活性。原核細(xì)胞由于沒(méi)有細(xì)胞核，其結(jié)構(gòu)基因是連續(xù)的核苷酸序列，轉(zhuǎn)錄后產(chǎn)生的RNA很少需要加工處理（tRNA例外）就轉(zhuǎn)運(yùn)到核

15、蛋白體上參與蛋白質(zhì)的合成。新生的無(wú)活性的RNA轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘腞NA的過(guò)程，稱為RNA的成熟（轉(zhuǎn)錄后的加工），包括鏈的斷裂、拼接和化學(xué)修飾等。一、mRNA的轉(zhuǎn)錄后加工真核生物mRNA轉(zhuǎn)錄后，需進(jìn)行5-端和3-端的修飾以及對(duì)hnRNA進(jìn)行剪接。（一）首尾修飾 指在mRNA的5-端加“帽”，3-端加“尾”。5-端加“帽”是在核內(nèi)進(jìn)行的，在hnRNA的5-末端加上一個(gè)m7GpppG“帽”結(jié)構(gòu)，其功能與蛋白質(zhì)生物合成的起始有關(guān)。mRNA3-末端接上一段約30200個(gè)polyA,該結(jié)構(gòu)稱為“尾”，其功能是引導(dǎo)mRNA由細(xì)胞核向細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移。（二）mRNA的剪接 真核細(xì)胞的mRNA前體稱核內(nèi)不均一RNA(hn

16、RNA)，它是由斷裂基因轉(zhuǎn)錄的，包含有內(nèi)含子和外顯子的區(qū)段，所以其分子量比成熟的mRNA大幾倍，甚至數(shù)十倍。剪接就是把hnRNA中的內(nèi)含子除去，把外顯子拚接起來(lái)，成為具有翻譯功能的模板mRNA。二、tRNA的轉(zhuǎn)錄后加工 1、切除多余的核苷酸. 2、剪切內(nèi)含子：核酸內(nèi)切酶切除內(nèi)含子,連接酶進(jìn)行連接。 3、修飾與3末端加-CCA: 修飾包括甲基化,脫氨基,還原反應(yīng)等，在核苷酸基轉(zhuǎn)移酶催化下完成3末端添加CCA。 1 1、掌握翻譯及蛋白質(zhì)合成體系中的基本、掌握翻譯及蛋白質(zhì)合成體系中的基本概念，如密碼子、簡(jiǎn)并性等。概念，如密碼子、簡(jiǎn)并性等。 2 2、掌握蛋白質(zhì)合成體系的組成及、掌握蛋白質(zhì)合成體系的組成

17、及mRNAmRNA、tRNAtRNA和核蛋白體的作用原理。和核蛋白體的作用原理。 3 3、復(fù)述蛋白質(zhì)合成的過(guò)程。、復(fù)述蛋白質(zhì)合成的過(guò)程。 4 4、解釋分子病的概念，并舉例說(shuō)明。、解釋分子病的概念，并舉例說(shuō)明。 蛋白質(zhì)的生物合成過(guò)程，就是將蛋白質(zhì)的生物合成過(guò)程，就是將DNADNA傳遞給傳遞給mRNAmRNA的遺傳信息，再具體轉(zhuǎn)譯為蛋白質(zhì)中的遺傳信息，再具體轉(zhuǎn)譯為蛋白質(zhì)中氨基酸排列順序的過(guò)程，這一過(guò)程被稱為氨基酸排列順序的過(guò)程，這一過(guò)程被稱為翻翻譯。譯。第一節(jié)第一節(jié) 參與蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì)參與蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì)一、合成原料：蛋白質(zhì)生物合成的原料是氨基酸。氨基酸在mRNA的指引下逐一聚合。聚合過(guò)

18、程中，氨基酸需由tRNA攜帶。蛋白質(zhì)合成的全過(guò)程是在由rRNA和蛋白質(zhì)所組成的核蛋白體大分子上進(jìn)行的。也就是說(shuō)，蛋白質(zhì)的生物合成，是需要mRNA為模板、tRNA為運(yùn)載體、核蛋白體為裝配場(chǎng)所共同協(xié)調(diào)完成的。此外，翻譯過(guò)程還需眾多的蛋白質(zhì)因子和酶的參與。二、RNA（一）mRNAmRNAmRNA是翻譯的直接模板。是翻譯的直接模板。在mRNA分子中，核苷酸的排列順序包含有多肽鏈中氨基酸的排列順序。mRNA通過(guò)其模板作用傳遞DNA的遺傳信息，即引導(dǎo)蛋白質(zhì)多肽鏈的合成。作為指導(dǎo)蛋白質(zhì)生物合成的模板，作為指導(dǎo)蛋白質(zhì)生物合成的模板，mRNAmRNA中中每三個(gè)相鄰的核苷酸組成三聯(lián)體，代表一個(gè)每三個(gè)相鄰的核苷酸組

19、成三聯(lián)體，代表一個(gè)氨基酸的信息，此三聯(lián)體就稱為氨基酸的信息，此三聯(lián)體就稱為密碼密碼。遺傳密碼共有遺傳密碼共有6464種，其中：種，其中：起始密碼起始密碼: AUG: AUG終止密碼終止密碼: UAA: UAA，UAGUAG，UGAUGA 密碼子的第二位密碼子的第二位 密密碼碼子子的的第第一一位位(5端端 UCAG密密碼碼子子的的第第三三位位(3）端端 UU C A G CU C A G AU C A G GU C A G 遺傳密碼具有以下特點(diǎn)：遺傳密碼具有以下特點(diǎn)：1. 1. 通用性通用性 蛋白質(zhì)生物合成的整套密碼，從原蛋白質(zhì)生物合成的整套密碼，從原核生物到人類都通用。密碼的通用性進(jìn)一步核生物

20、到人類都通用。密碼的通用性進(jìn)一步證明各種生物進(jìn)化自同一祖先。證明各種生物進(jìn)化自同一祖先。 2.2.連續(xù)性連續(xù)性 指編碼蛋白質(zhì)氨基酸序列的各個(gè)三指編碼蛋白質(zhì)氨基酸序列的各個(gè)三聯(lián)體密碼連續(xù)閱讀，密碼間既無(wú)間斷也無(wú)交聯(lián)體密碼連續(xù)閱讀，密碼間既無(wú)間斷也無(wú)交叉。叉。3. 3. 簡(jiǎn)并性簡(jiǎn)并性同一氨基酸存在多個(gè)不同的遺傳密同一氨基酸存在多個(gè)不同的遺傳密碼的現(xiàn)象稱為遺傳密碼的碼的現(xiàn)象稱為遺傳密碼的簡(jiǎn)并性簡(jiǎn)并性。遺傳密碼的簡(jiǎn)并性在保持遺傳穩(wěn)定性上具有遺傳密碼的簡(jiǎn)并性在保持遺傳穩(wěn)定性上具有重要意義。重要意義。4. 4. 擺動(dòng)性擺動(dòng)性：轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的：轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的tRNAtRNA的反密碼需的反密碼需要通過(guò)堿基互補(bǔ)與要

21、通過(guò)堿基互補(bǔ)與mRNAmRNA上的遺傳密碼上的遺傳密碼反平反平行配對(duì)行配對(duì)結(jié)合，但反密碼與密碼之間常常不嚴(yán)結(jié)合，但反密碼與密碼之間常常不嚴(yán)格遵守堿基配對(duì)規(guī)律，稱為格遵守堿基配對(duì)規(guī)律，稱為擺動(dòng)配對(duì)擺動(dòng)配對(duì)。（二）（二） tRNAtRNA ：tRNAtRNA是轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的工具是轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的工具 所有所有tRNAtRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)均是三葉草形，其氨基的二級(jí)結(jié)構(gòu)均是三葉草形，其氨基酸臂的酸臂的3-CCA-OH3-CCA-OH是氨基酸的結(jié)合位點(diǎn)，是氨基酸的結(jié)合位點(diǎn)，反密碼環(huán)頂端的反密碼子與反密碼環(huán)頂端的反密碼子與mRNAmRNA上的密碼上的密碼子配對(duì)結(jié)合。子配對(duì)結(jié)合。tRNAtRNA攜帶的氨基酸，是由攜

22、帶的氨基酸，是由mRNAmRNA上三聯(lián)體密碼決定的，因此，上三聯(lián)體密碼決定的，因此，tRNAtRNA可可將氨基酸準(zhǔn)確地帶到指定的位置。將氨基酸準(zhǔn)確地帶到指定的位置。氨基酸臂氨基酸臂反密碼環(huán)反密碼環(huán)tRNAtRNA（三）rRNA與蛋白質(zhì)構(gòu)成核蛋白體是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所 rRNA是一類分子量不等的非均一性RNA，它們與多種蛋白質(zhì)互相鑲嵌，結(jié)合成為顯微鏡下可見(jiàn)的核蛋白體顆粒，是氨基酸聚合成肽鏈的場(chǎng)所。核蛋白體由大、小亞基構(gòu)成。大亞基有轉(zhuǎn)肽酶活性和兩個(gè)tRNA結(jié)合部位，一個(gè)是結(jié)合肽酰-tRNA的部位（P位），另一個(gè)是結(jié)合氨基酰-tRNA的部位（A位）。小亞基有結(jié)合模板mRNA的功能，在大小亞基之間有容納

23、mRNA的部位，核蛋白體能沿著mRNA53方向閱讀遺傳密碼。三個(gè)與三個(gè)與tRNAtRNA結(jié)合的位點(diǎn)：結(jié)合的位點(diǎn)： A A位：又稱受位或氨?；?，可與新進(jìn)入的位：又稱受位或氨?；?，可與新進(jìn)入的氨基酰氨基酰tRNAtRNA結(jié)合；由大、小亞基成分構(gòu)成。結(jié)合；由大、小亞基成分構(gòu)成。 P P位：又稱給位或肽?；?，可與延伸中的位：又稱給位或肽?；?，可與延伸中的肽?；孽；鵷RNAtRNA結(jié)合；由大、小亞基成分構(gòu)成。結(jié)合；由大、小亞基成分構(gòu)成。 E E位：又稱排出位，空載位：又稱排出位，空載tRNAtRNA脫離核蛋白體脫離核蛋白體前的結(jié)合位點(diǎn)；主要由大亞基成分構(gòu)成。前的結(jié)合位點(diǎn)；主要由大亞基成分構(gòu)成。

24、核蛋白體大、小亞基的功能核蛋白體大、小亞基的功能原核生物翻譯過(guò)程中核蛋白體結(jié)構(gòu)模式原核生物翻譯過(guò)程中核蛋白體結(jié)構(gòu)模式A位：氨基酰位位：氨基酰位P位：肽酰位位：肽酰位E位：排出位位：排出位（一）氨基酰-tRNA合成酶 氨基酸的氨基酸的活化活化與與攜帶攜帶反應(yīng)由反應(yīng)由氨基酰氨基酰tRNAtRNA合成酶催化。合成酶催化。特定的特定的tRNAtRNA與相應(yīng)的氨基酸結(jié)合，生與相應(yīng)的氨基酸結(jié)合，生成氨基酰成氨基酰tRNAtRNA，從而由，從而由tRNAtRNA攜帶活攜帶活化的氨基酸參與蛋白質(zhì)的生物合成?；陌被釁⑴c蛋白質(zhì)的生物合成。每種氨基酸都有其特異的氨基酰-tRNA合成酶；該酶具有絕對(duì)專一性，對(duì)其t

25、RNA和氨基酸兩種底物能進(jìn)行高度特異性地識(shí)別。（二）轉(zhuǎn)肽酶（二）轉(zhuǎn)肽酶 該酶實(shí)際上是核蛋白體大亞基上的蛋該酶實(shí)際上是核蛋白體大亞基上的蛋白質(zhì)，能催化大亞基白質(zhì)，能催化大亞基P P位上的肽酰位上的肽酰-tRNA-tRNA的肽?；D(zhuǎn)的肽酰基轉(zhuǎn)移到移到A A位上氨基酰位上氨基酰-tRNA-tRNA的氨基上，使酰基與氨基結(jié)的氨基上，使酰基與氨基結(jié)合形成肽鍵，延長(zhǎng)肽鏈。合形成肽鍵，延長(zhǎng)肽鏈。（三）其它因子和供能物質(zhì)（三）其它因子和供能物質(zhì)1. 1.蛋白因子蛋白因子起始因子（起始因子（IFIF）與多肽鏈合成起始有與多肽鏈合成起始有關(guān)的蛋白因子稱為關(guān)的蛋白因子稱為起始因子。起始因子。作用主要是促進(jìn)核蛋白體小

26、亞基與起始作用主要是促進(jìn)核蛋白體小亞基與起始tRNAtRNA及模板及模板mRNAmRNA結(jié)合。結(jié)合。 延長(zhǎng)因子（延長(zhǎng)因子（EFEF）與多肽鏈合成的延伸過(guò)程與多肽鏈合成的延伸過(guò)程有關(guān)的蛋白因子稱為有關(guān)的蛋白因子稱為延長(zhǎng)因子。延長(zhǎng)因子。EFEF的作用主要促使氨基酰的作用主要促使氨基酰tRNAtRNA進(jìn)入核蛋白的進(jìn)入核蛋白的受體，并可促進(jìn)移位過(guò)程。受體，并可促進(jìn)移位過(guò)程。 釋放因子（釋放因子（RFRF）與多肽鏈合成終止并使之與多肽鏈合成終止并使之從核蛋白體上釋放相關(guān)的蛋白因子稱為從核蛋白體上釋放相關(guān)的蛋白因子稱為釋放釋放因子。因子。RFRF的生物學(xué)功能主要有：的生物學(xué)功能主要有：n識(shí)別終止密碼，如識(shí)

27、別終止密碼，如RF-1RF-1特異識(shí)別特異識(shí)別UAAUAA、UAGUAG；而；而RF-2RF-2可識(shí)別可識(shí)別UAAUAA、UGAUGA。誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶改變?yōu)轷ッ富钚?，相?dāng)于催誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶改變?yōu)轷ッ富钚?，相?dāng)于催化肽酰基轉(zhuǎn)移到水分子化肽?；D(zhuǎn)移到水分子-OH-OH上，使肽鏈上，使肽鏈從核蛋白體上釋放。從核蛋白體上釋放。 多肽鏈合成時(shí)，需多肽鏈合成時(shí)，需ATPATP、GTPGTP作為供能物作為供能物質(zhì)，并需質(zhì)，并需MgMg2+2+、K K+ +參與。參與。氨基酸活化時(shí)需消耗氨基酸活化時(shí)需消耗2 2分子高能磷酸鍵，肽分子高能磷酸鍵，肽鍵形成時(shí)又消耗鍵形成時(shí)又消耗2 2分子高能磷酸鍵，故縮分子高能磷酸鍵，故

28、縮合一分子氨基酸殘基需消耗合一分子氨基酸殘基需消耗4 4分子高能磷分子高能磷酸鍵酸鍵。 2.2.供能物質(zhì)和無(wú)機(jī)離子供能物質(zhì)和無(wú)機(jī)離子第二節(jié) 蛋白質(zhì)生物合成的過(guò)程蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程包括三大步驟：蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程包括三大步驟：氨基酸的活化與搬運(yùn)；氨基酸的活化與搬運(yùn)；活化氨基酸在核蛋白體上的縮合；活化氨基酸在核蛋白體上的縮合；多肽鏈合成后的加工修飾。多肽鏈合成后的加工修飾。本節(jié)主要介紹活化氨基酸在核蛋白體上的縮本節(jié)主要介紹活化氨基酸在核蛋白體上的縮合過(guò)程，這一過(guò)程包括多肽鏈合成的合過(guò)程，這一過(guò)程包括多肽鏈合成的起始、起始、延長(zhǎng)和終止延長(zhǎng)和終止三個(gè)階段。三個(gè)階段。 氨基酸氨基酸 + tRNA氨基酰氨基酰- tRNAATP AMPPPi氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶小亞基結(jié)合。小亞基結(jié)合。 IF-3IF-1A U G53IF-2GTP3. 3. 起始氨基酰起始氨基酰tRNA( fMet-tRNAtRNA( fMet-tRNAi imetmet ) )結(jié)合到小亞基結(jié)合到小亞基IF-3IF-1A U G53起始起始 fMet-tRNAfMet-tRNAi imetmet以及以及IFIF2 2-GTP-GTP一