S1 S2 S3 S21
16S rRNA
Prokaryotic
21 proteins of small subunit (S1 ~ S21)
30S subunit
70S prokaryotic ribosome
5S rRNA 5.8S rRNA 28S rRNA
L1
L2
L3
L50
50 proteins of large subunit (L1 ~ L50)
If each codon has one base Amino Codons Acids
If each codon has two bases First Second Amino base base Codons acids
If each codon has three bases First Second Third base base base Amino acids aa1 aa2 aa3 aa4 aa5 aa6 aa7 aa8 aa9 aa10 aa11 aa12 aa13 aa14 aa15 aa16
AGG Arg
AAA Lys
终止 Ser
终止
Asp Asp
Thr
遗传密码的特点
(1) 遗传密码是三联体密码。 (2)遗传密码无逗号。 (3)遗传密码是不重迭的。 (4)遗传密码具有通用性。 (5)遗传密码具有简并性(degeneracy synonyms)。 (6) 密码子有起始密码子和终止密码子。
G
U C A G U C A G U C A G Third position (3’ end)
CUC
C First position (5’ end) A CUA CUG AUU AUC AUA AUG = Met lle Leu
CCC
CCA CCG ACU ACC ACA ACG
Pro
CAC
CAA CAG AAU AAC AAA AAG
NH2
fMet His Ala
Cys
tRNA
Direction of translation
G A U G C U A A U C G G C U A U G C U A
C
G
U
U
A
mRNA
5’
3’
图 6.2
翻译时RNA不能直接作为生产氨基酸模板
• 遗传密码是一组规则，将DNA或RNA序列 以三个核苷酸为一组的密码子翻译为蛋白 质的氨基酸序列，以用于蛋白质合成。几 乎所有的生物都使用同样的遗传密码，称 为标准遗传密码；即使是非细胞结构的病 毒，它们也是使用标准遗传密码。但是也 有少数生物使用一些稍微不同的遗传密码。
表 14-3 密码子在原核生物和真核生物线粒体及原生动物中的改变 AUA AUG UGA UGU UAA UAG CUA CAA UAG Ile Met( 终止 Trp 终止 终止 Arg Gln Gln 起始) Trp Trp Glu Glu Glu Glu Glu Glu Cys — Trp
AGA Arg
60S subunit proteins of small subunit (S1 ~ S33)
Eukaryotic
40S subunit
80S eukaryotic ribosome
图 6.4 原核生物与真核生物核糖体的组成
6.2.1 起始
• 多聚核糖体：原核生物中带有很多核糖体 的mRNA称为多聚核糖体。 • 开放阅读框（Open Reading Frame） 就是直接翻译成蛋白质的那段DNA序列。 从atg开始到终止密码子结束，中间没有内 含子。 • 非翻译区（UnTranslated Regions) 转录产物开头和末尾不翻译成蛋白质的那 段序列。
GCU (Ala/A)丙氨酸 GCC (Ala/A)丙氨酸 GCA (Ala/A)丙氨酸 GCG (Ala/A)丙氨酸
AAU (Asn/N)天冬酰胺 AAC (Asn/N)天冬酰胺 AAA (Lys/K)赖氨酸 AAG (Lys/K)赖氨酸
GAU (Asp/D)天冬氨酸 GAC (Asp/D)天冬氨酸 GAA (Glu/E)谷氨酸 GAG (Glu/E)谷氨酸
6.1 遗传密码
DNA 3’
5’ C A A T G C A T G C A A T G C A A T G U
A C G U A C G U G U U A C
RNA 5’
Direction of transcription
3’ U
A C
图 6.1 转录时DNA可以直接作为生产RNA的模板， 因为核糖体核苷酸能与脱氧核糖核苷酸结合
U
U C A G
U C A G U C A G U C A G
UUU UUC UUA UUG
UCU UCC UCA UCG UAU UAC UAA UAG UGU UGC UGA UGG
C
C U*
A
A
G
G
*Codons and amino acids from using C, A or G as the first base are not listed in this case.
AGU (Ser/S)丝氨酸 AGC (Ser/S)丝氨酸 AGA (Arg/R)精氨酸 AGG (Arg/R)精氨酸
GGU (Gly/G)甘氨酸 GGC (Gly/G)甘氨酸 GGA (Gly/G)甘氨酸 GGG (Gly/G)甘氨酸
G
遗传密码在纤毛虫和线粒体中的改变
生物 一般生物 枝原体 纤毛虫 四膜虫 游仆虫 哺乳动物 ( 线 粒体) 果蝇(线粒体) 酵母(线粒体)
Codons
U C A G
aa1 aa2 aa3 aa4
U
U C A G
U C A G U C A G U C A G
UU UC UA UG
CU CC CA CG AU AC AA AG GU GC GA GG
aa1 aa2 aa3 aa4
aa5 aa6 aa7 aa8 aa9 aa10 aa11 aa12 aa13 aa14 aa15 aa16
32种(L1-L32）含CGAAC和GTψCG互补
21种(S1-S21) 16S RNA(CCUCCU)和S-D 顺序(AGGAGG)互补
50种 有GAUC和tRNAfMat的TψCG互补
33种
和Capm7G结合
5S rRNA
23S rRNA
L1
L2
L3
L32
32 proteins of large subunit (L1 ~ L32) 50S subunit
6.2 原核生物翻译机理
• 核糖体是细胞内一种核糖核蛋白颗粒 (ribonucleoprotein particle)，主要由rRNA和 蛋白质构成，其惟一功能是按照mRNA的指 令将氨基酸合成蛋白质多肽链，所以核糖 体是细胞内蛋白质合成的分子机器。
原核和真核生物核糖体的组成及功能
核糖体亚基 rRNAs 细菌 70S 50S 23S=2904b 2.5×106D 5S=120b 66%RNA 30S 16S=1542b 哺乳动物 80S 60S 28S=4718b 4.2×106D 5S=120b 60%RNA 5.8S=160b 40S 18S=1874b 蛋白 RNA的特异顺序和功能
ACGAGGCTTTCTCCTCCTCCCTGCTCGGCCTCCATTCGCCGTCCGCGGTTCTCTCCACCG AACAAGCTCACACATCAAGACAATAAATAGAGCCTCGTCTGTTTGGGGCCAATCAAACCA AACAACAAGTTCATGTCTGATCTCGACGTCCAGGTTCCAACTGCTTTTGATCCGTTTGCT M S D L D V Q V P T A F D P F A GAGGCAAATGCTGAGGACTCCGGCGCTGGTGCTGGATCAAAGAACTATGTGCATGTGCGT E A N A E D S G A G A G S K N Y V H V R GTACAGCAGCGCAACGGAAGAAAGAGTCTGACAACTGTTCAGGGCTTGAAGAAAGATTAC V Q Q R N G R K S L T T V Q G L K K D Y AGCTACAACAAGATTCTCAAGGATCTCAAAAAGGAGTTCTGCTGTAATGGTACTGTAGTC S Y N K I L K D L K K E F C C N G T V V CAGGATCCAGAACTAGGCCAGGTCATTCAACTCCAAGGTGATCAGCGTAAAAATGTTGCT Q D P E L G Q V I Q L Q G D Q R K N V A ACTTTTCTAGTTCAGGCTGGACTTGCAAAGAAAGAGAGCATCAAGATTCACGGATTTTAG T F L V Q A G L A K K E S I K I H G F * GCAACACACAAATGCCCGTGTGCCGTCACCGAAGCCTGGAAGTTGTCATATACTTGGTAT TGTCACATCTAAGACATTTGAATTGCTAGTAGTCGTGTGAGGCATCTGTGTTTGATGCAC TTCTACACCAAGACATTTGAATTGGCATCGGTGTGTTGATGCAAGTTGTCCTTCACCATG GTTTGTATGCGCCACCAGTATGGCAGTATGGTTTATCCAGGTTAAAAAAAAAAAAAAAAA AAAAAAAAAAAA
His Gln Asn Lys Asp Glu
CGC
CGA CGG AGU AGC AGA AGG
Arg
Ser Arg
Thr
GUU
G GUC GUA GUG Val