分子生物学:第七章翻译1
• 1965年Khorana利用已知的核苷酸重复序列,以此多聚核苷酸作模 板,在体外进行蛋白质合成。
1、组成重复的RNA只能是UCU-CUC,翻译的多肽为丝氨酸、亮氨 酸排列,此处不能确定其密码子
2、怎么读都产生多聚苯、多聚丝、多聚亮。1与2只有一个密码 子相同,都有丝氨酸、亮氨酸,不能确定
3、怎么读都为四个密码子的循环,但合成的肽连中氨基酸有三 种。亮氨酸、苏氨酸、酪氨酸 3与2对照,彼此共有密码子CUU和亮氨酸,因此,亮氨酸码 子为CUU 2中已知CUU是亮氨酸,2与1对照丝氨酸一定为UCU,因为1、 2中都有丝氨酸。苯丙氨酸则为UUC
• 1961年Crick 和Brenner证明遗传密码是三联体密码子。
• 原黄素(二氨基吖啶)可以使DNA增加或减少一个碱基。
(-)(-)(-)
一次删去5’-GUA ↓ ↓ ↓ UAC GGA U………3’
读码框不变
1961年Nirenberg 的无细胞蛋白合成系统:
(1)去模板:用DNAase处理E.coli抽提物,使DNA降解,除去原有的细菌 模板。这样的抽提物中含有:
• TψC常由5bp的茎和7nt和环组成。此臂负责和核糖体上的rRNA 识别 结合;
• 反密码子臂(anticodon arm)常由5bp的茎区和7nt的环区组成,它负 责对密码子的识别与配对。
• D环 (D arm)的茎区长度常为4bp,含有二氢尿嘧啶(dihydrouracil)。 负责和氨基酰tRNA聚合酶结合;
二人获得1968年诺贝尔化学奖
遗传密码特点:
• 连续性:密码子之间是连续的,中间没有停顿。如果插入或删除一 个碱基将会发生错误,称为移码,由移码产生的突变,称为移码突 变。
• 不重叠性:一般情况下,密码子之间是相连的,之间没有重叠 (non-overlapping)。但有例外。密码子的重叠与重叠基因是不同 的概念。
• 起始tRNA:能特异性识别mRNA模板上起始密码子的tRNA;
• 延伸tRNA:其他tRNA统称为延伸tRNA。
• 同工tRNA:将携带相同氨基酸的不同tRNA称为同工tRNA。 在一个同工tRNA组内,所有tRNA均专一于相同的氨基酰tRNA合成酶。同工tRNA既要有不同的反密码子以识别该氨基 酸的各种同义密码,又要有某种结构上的共同性,能被AAtRNA合成酶识别。
• 1964年Nirenberg又采用三联体结合实验,发现
• 游离AA-tRNA,因分子较小,可以通过硝酸纤维素滤膜;
• 加入三核苷酸,使核糖体跟三联体结合后,AA-tRNA可以结合上来形 成大的复合体,无法通过滤膜而被滞留。所以可以将结合核糖体的 AA-tRNA与未结合的分开。
• 每次加入一种已知顺序的三联体(如ACA),再加入AA-tRNA,看哪 种AA-tRNA被留在滤膜上。
• 简并性:4种碱基可以组合成64种密码子,而生物体内有20种氨基酸, 故存在多个密码子(以2-4个居多)编码一种氨基酸的情况,称为密码 子的简并性(degeneracy)。编码同一种氨基酸的密码子称为同义密 码子。
• 摆动性:在密码子与反密码子的配对中,密码子的前两位严格遵守碱基 配对原则,第三对碱基有一定的自由度,可以“摆动”, 称为摆动性 (wobble)。
• 终止密码子: 通用UAG,UAA,UGA,不编码氨基酸。
第二节 TRNA
tRNA二级结构
• tRNA长度范围一般为70-80个碱基, 其中有22个恒定核苷酸。
• 5’端和3’端配对(常为7bp)形成茎区, 称为受体臂(acceptor arm)或称氨 基酸臂 。在3’端永远是4个碱基 (XCCA)的单链区,在其末端有2’OH或3’-OH,是被氨基酰化位点。此 臂负责携带特异的氨基酸。
第七章 翻译1
第一节 遗传密码
遗传密码的破译
• 1954年Gamow 首先对遗传密码进行探讨,指出遗传密码子应该是 三联体密码。
• 若一种碱基对应与一种氨基酸,那么只可能产生4种氨基酸; • 若2个碱基编码一种氨基酸的话,4种碱基共有42=16种不同的排列组
合; • 3个碱基编码一种氨基酸,排列组合可产生43=64种不同形式; • 若是四联密码,就会产生44=256种排列组合。
• 额外环(extra arm)可变性大,从4 nt到21 nt不等,其功能是在tRNA 的L型三维结构中负责连接两个区域(D环-反密码子环和TψC-受体 臂)。
tRNA三级结构
• D环和TψC环形成了“L” 的转角。
• 由在二级结构中未配对碱基间 形成的三级氢键氢键维持结构 稳定。
• 碱基平面之间的堆积力也是结 构稳定因素之一。
• 通用性:不同生物的密码子具有相对通用性,这也从一个侧面证明了生 物来源于共同祖先的假说。线粒体和纤毛虫的密码子有特殊性。
• 偏好性:不同生物对同义密码子有一定的偏好。那些不被经常利用的同 义密码称为稀有密码。
• 起始密码子: 通用AUG(同时编码Met或fMet),少数细菌中使用 GUG(编码Val)。
反密码子
• tRNA上有三个特定的碱基组成反密码子,与密码子互补配对,方 向相反。
• 反密码子的5’碱基在与密码子配对时具有摆动性。
ห้องสมุดไป่ตู้
副密码子
• tRNA上存在一些特殊部位,能够 保证tRNA与特定的氨基酸结合, 这些部位称为鉴别元件或副密码 子。不同的tRNA的鉴别元件差异 很大。
• tRNA分类
第三节 核糖体
核糖体
• 由蛋白质和rRNA组成。核糖体是 翻译的场所,发挥着重要作用。
• 核糖体可游离存在,真核中,也 可同内质网结合,形成粗糙的内 质网。原核中,与mRNA形成多 聚核糖体
核糖体的功能位点
• P位点(肽酰tRNA 位点,peptidyl-tRNA site)与携带新生多肽链的 tRNA结合。
核糖体、ATP、氨基酸,mRNA(因半衰期短,很快被降解掉)
(2)加入尿苷二磷酸,人工合成poly(U):合成了多聚苯丙氨酸 这一结果不仅证实了无细胞系统的成功,同时还表明UUU是苯丙氨酸的 密码子。
(3)分别加入polyA,polyC和polyG,相应地获得了多聚赖氨酸,多聚脯氨 酸和多聚甘氨酸。