真核生物与原核生物蛋白合成方面的区别
真核生物蛋白质合成材料特点
●核糖体较大,为８０Ｓ； ●起始因子比较多，表示为eIF。
● mRNA 5′端具有m7Gppp帽子结构
● Met-tRNAMet
● mRNA的5′端帽子结构和3′端polyA都参与形
成翻译起始复合物；
真核生物翻译起始复合物形成(区别原核生物)
(proofreading activity) 。
• 氨基酰-tRNA的表示方法：
Ala-tRNAAla
Ser-tRNASer
Met-tRNAMet
原核生物中，起始氨基酸是：
甲酰甲硫氨酸
起始AA-tRNA是： fMet-tRNAfMet
真核生物中，起始氨基酸是： 甲硫氨酸
起始AA-tRNA是： Met-tRNAMet
21种(RPS1-RPS21)
哺乳动物 80S 60S 28S=4718b 49种 4.2×106D 5S=120b 60%RNA 5.8S=160b 40S 18S=1874b 33种
有CGAAC和tRNAfMat的TψCG互补 和Capm7G结合
三、核糖体的结构与功能
（二）核糖体的功能：
合成蛋白质
tRNA与酶 结合的模型
tRNA
ATP
氨基酰-tRNA合成酶
(二)翻译的起始
原核生物（细菌）为例： 所需成分：
30S小亚基、 50S大亚基、模板mRNA、
fMet-tRNAfMet、GTP、Mg2+
翻译起始因子：IF-1、IF-2、IF-3、
翻译起始(翻译起始复合物形成)又可被分成4步： 1. 核蛋白体大小亚基分离
（二）三联子密码破译
核苷酸序列 mRNA 5′
mRNA 5′ 氨基酸序列
AUCGACCUGAGC
4 20 (×)
3′
AUCGACCUGAGC
42=16 20 (×)
3′
mRNA 5′
AUCGACCUGAGC
43=64 20 (√)
3′
遗传密码的破译，即确定代表每种氨基酸的具体密码。
至1966年，20种氨基酸对应的61个密码子和三个
三、核糖体的结构与功能
（一）核糖体的结构
核 糖 体 的 组 成
表14-7 原核和真核生物核糖体的组成及功能
核糖体亚基 细菌
rRNAs
蛋白
RNA的特异顺序和功能
50S 23S=2904b 36种 (RPL1-RPL36) 70S 2.5×106D 5S=120b 66%RNA 30S 16S=1542b (1) GCGCCGAAUGGUAGU (2) 含CGAAC和GTψCG互补 16SRNA(ACCUCCUUA)和 S-D顺序(AGGAGG)互补
（三） tRNA的种类
1、起始tRNA和延伸tRNA
能特异地识别mRNA模板上起始密码子的tRNA称起 始tRNA，其他tRNA统称为延伸tRNA。
真核生物：起始密码子AUG 所编码的氨基酸是Met，
起始AA-tRNA为Met-tRNAMet。
原核生物：起始密码子AUG 所编码的氨基酸并不是
甲硫氨酸本身, 而是甲酰甲硫氨酸，起始AA-tRNA为
释放因子（Release factor, RF） RF1和RF2属于I类终止因子，识别终止密码子，催化 新和成多肽链从P位点的tRNA中水解释放出来。RF1 识别终止密码子UAA和UAG；RF2识别终止密码子 UAA和UGA。 RF3属于II类释放因子，具GTP酶活性，刺激RF1和 RF2从核糖体中解离。
3、移位
核糖体向mRNA3’端方向移动一个密码子。
需要消耗GTP，并需EF-G延伸因子
延长因子EF-G有转位酶( translocase ) 活性，可结合并水解1分子GTP，促进核蛋 白体向mRNA的3'侧移动 。
fMet fMet
Tu GTP
5'
AUG
3'
目录
（四）肽链的终止
原 核 肽 链 合 成 终 止 过 程
原核生物中30S小亚基首先与mRNA模板相结合，再
与fMet-tRNAfMet结合，最后与50S大亚基结合。而 在真核生物中，40S小亚基首先与Met-tRNAMet相结 合，再与模板mRNA结合，最后与60S大亚基结合生 成80S· mRNA· Met-tRNAMet起始复合物。
tRNA反密码子 第1位碱基 mRNA密码子 第3位碱基
I
U
G
A
C
U, C, A
A, G U, C
U
G
Contents
● 遗传密码——三联子 ● tRNA的结构、功能与种类 ● 核糖体的结构与功能 ● 原核生物蛋白质合成的过程 ● 真核生物蛋白质合成的过程 ● 蛋白质的运转机制
二、tRNA的结构、功能与种类
(三)肽链的延伸
肽链延伸由许多循环组成，每加一个氨基酸 就是一个循环，每个循环包括：AA-tRNA与核 糖体结合、 肽键的生成 和 移位。 延伸因子(elongation factor, EF) ：
原核生物：EF-T (EF-Tu, EF-Ts)
EF-G
真核生物：EF-1 、EF-2
1、AA-tRNA与核糖体A位点的结合
在单个核糖体上，可化分多个功能活性中心，在蛋白
质合成过程中各有专一的识别作用和功能。
●mRNA结合部位——小亚基 ●结合或接受AA-tRNA部位（A位）——大亚基 ●结合或接受肽酰tRNA的部位（P位）——大亚基 ●空载tRNA移出部位（E位）——大亚基 ●形成肽键的部位（转肽酶中心）——大亚基
Contents
IF-3
IF-1
2、30S小亚基通过SD序列与mRNA模板相结合。
5' IF-3
AUG
3' IF-1
3.在IF-2和GTP的帮助下， fMet-tRNAfMet进入小亚基
的P位，tRNA上的反密码子与mRNA上的起始密码子配
对。
IF-2 GTP
5' IF-3
AUG
3' IF-1
4、带有tRNA、mRNA和3个翻译起始因子的小亚基复合
（三）遗传密码的性质 2、通用性与特殊性
• 从原核生物到人类，从染色体到质粒，蛋白 质生物合成的整套密码都是通用的。 • 已发现少数例外，如动物细胞的线粒体密码 子和植物细胞的叶绿体密码子。
线粒体与核DNA密码子使用情况的比较
生物 所有 酵母 果蝇
密码 子 UGA CUA AGA
线粒体DNA编 码的氨基酸 色氨酸 苏氨酸 丝氨酸
蛋白质合成的原料是 20种氨基酸
原核生物转录翻译同步
Contents
● 遗传密码——三联子 ● tRNA的结构、功能与种类 ● 核糖体的结构与功能 ● 原核生物蛋白质合成的过程 ● 真核生物蛋白质合成的过程 ● 蛋白质的运转机制
一、遗传密码——三联子 （一）三联子密码定义 mRNA链上每三个核苷酸翻译成蛋白质 多肽链上的一个氨基酸，这三个核苷酸就 称为密码子或三联子密码(triplet codon) 。
fMet-tRNAfMet
（三） tRNA的种类
2、同工tRNA
代表同一种氨基酸的tRNA称为同工tRNA。 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， 能被相同的氨基酰-tRNA合成酶识别。
（三） tRNA的种类
3、校正tRNA
用于矫正两种突变：无义突变和错义突变
无义突变：在蛋白质的结构基因中，一个核苷酸 的改变可能使代表某个氨基酸的密码子变成终止密
码子（UAG、UGA、UAA），使蛋白质合成提前终止，
合成无功能的或无意义的多肽，这种突变就称为无 义突变。
无义突变
表 14-6 由反密码子突变而产生的无义抑制基因 基因 tRNA 野生型 识别的密码子 SupD(su1) SupE(su2) SupF(su3) SupC(su4) SupG(su5) SupU(su7) Ser Gln Tyr Tyr Lys Trp UCG CAG UAC, UAU UAC/UAU AAA/AAG UGG 反密码子 CGA CUG GUA GUA UUU CCA 抑制基因 反密码子 CUA CUA CUA UUA UUA UCA 识别的密码子 UAG UAG UAG UAA/UAG UAA/UAG UGA/UGG
从 mRNA 5 端起始密码子 AUG 到 3 端终止 密码子之间的核苷酸序列，各个三联体密码 连续排列编码一个蛋白质多肽链，称为开放 阅读框架(open reading frame, ORF)。
（三）遗传密码的性质 4、摆动性
转运氨基酸的 tRNA 上的反密码子需要通过碱基
互补与mRNA上的遗传密码子反向配对结合，在密码
终止密码子全部被查清。
（三）遗传密码的性质
1、简并性
• 由一种以上密码子编码同一个氨基酸的现象称 为简并（degeneracy），对应于同一氨基酸的密 码子称为同义密码子（synonymous codon）。
减少了变异对 生物的影响
编码某一氨基酸的密码子越多，该氨基酸在蛋白质 中出现的频率就越高。Arg例外
● 遗传密码——三联子 ● tRNA的结构、功能与种类 ● 核糖体的结构与功能 ● 原核生物蛋白质合成的过程 ● 真核生物蛋白质合成的过程 ● 蛋白质的运转机制
四、原核生物蛋白质合成的过程 • 氨基酸的活化 • 翻译的起始 • 肽链的延伸 • 肽链的终止 • 蛋白质前体的加工
(一)氨基酸的活化
氨基酰-tRNA合成酶 ATP
错义突变：由于结构基因中某个核苷酸的变化使
一种氨基酸的密码子变为另一种氨基酸的密码子，
这种基因突变叫错义突变。
GGA（甘氨酸）