9
• mRNA是遗传信息的携带者
• 遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为顺反子 （cistron）。
• 原核细胞中数个结构基因常串联为一个转录单 位，转录生成的mRNA可编码几种功能相关的 蛋白质，为多顺反子（polycistron）。
• 真核生物一个mRNA只编码一种蛋白质，为单 顺反子（single cistron）。
• 氨基酰-tRNA的表示方法：
Ala-tRNAAla
Ser-tRNASer
Met-tRNAMet
PPT课件
37
氨基酸的活化形式：氨基酰－tRNA 氨基酸的活化部位：α－羧基 氨基酸与tRNA连接方式：酯键 氨基酸活化耗能：2个~P
PPT课件
38
（二）起始肽链合成的氨基酰-tRNA 真核生物： Met-tRNAiMet 原核生物： fMet-tRNAifMet
PPT课件
2
PPT课件
3
第一节
蛋白质合成体系
Protein Biosynthesis System
PPT课件
4
PPT课件
5
参与蛋白质生物合成的物质包括：
三种RNA
– mRNA
– rRNA
– tRNA 20种氨基酸作为原料
酶及蛋白因子，如IF、eIF等
ATP、GTP、无机离子
PPT课件
PPT课件
39
fMet-tRNAifMet的生成：
转 甲 酰 基 酶 M e t-tR N A ifM e t N 1 0 -C H O F H 4 fM e t-tR N A ifM e t
24
摆动配对
U
PPT课件
25
PPT课件
26
二、核蛋白体是多肽链合成的装置
PPT课件
27
核蛋白体的组成
PPT课件
28
PPT课件
29
原核生物核蛋白体结构模式
PPT课件
30
30S小亚基：有mRNA结合位点
50S大亚基： E位：排出位（Exit site）
转肽酶活性
大小亚基共同组成：
A位：氨基酰位 (aminoacyl site)
PPT课件
14
遗
传
密
密
码
码 子
表的
第
一
个
字 母
密码子的第二个字母
PPT课件
15
遗传密码的特点
1. 连续性（commaless）
编码蛋白质氨基酸序列的各个三 联体密码连续阅读，密码间既无间隔 也无重叠。
PPT课件
16
重叠密码
非重叠连续的密码
不连续的密码
PPT课件
17
基因损伤引起mRNA阅读框架内的碱 基发生插入或缺失，可能导致框移突变 (frameshift mutation)。
PPT课件
10
mRNA结构简图
PPT课件
11
பைடு நூலகம்
mRNA上存在遗传密码
mRNA分子上从5至3方向，由AUG开 始，每3个核苷酸为一组，决定肽链上某一 个氨基酸或蛋白质合成的起始、终止信号， 称为三联体密码（triplet codon）。
PPT课件
12
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 码连续排列编码一条多肽链，称为开放阅读 框架(open reading frame, ORF)。
第十二章
蛋白质的生物合成(翻译)
Protein Biosynthesis (Translation)
The biochemistry and molecular PPT课件 biology department of CMU1
蛋白质的生物合成过程就是将 mRNA分子中由碱基序列组成的遗传 信息，通过遗传密码破译的方式转变 成为蛋白质中的氨基酸排列顺序，因 而称为翻译（translation)。
PPT课件
20
遗传密码的简并性
PPT课件
21
密码子简并性的生物学意义：减少有 害突变。
遗传密码的特异性主要取决于前两位 碱基。
GCU GCC GCA GCG
Ala
PPT课件
ACU ACC ACA ACG
Thr
22
3. 通用性（universal）
• 蛋白质生物合成的整套密码，从原核生 物到人类都通用。
PPT课件
18
mRNA编辑
由于对mRNA外显子的加工，造成 mRNA与其DNA模板序列之间不匹配， 使同一mRNA前体翻译出序列、功能不同 的蛋白质。这种基因表达的调节方式称为 mRNA编辑（mRNA editing)。
PPT课件
19
2. 简并性（degeneracy）
遗传密码中，除色氨酸和甲硫氨酸 仅有一个密码子外，其余氨基酸有2~4 个或多至6个密码子为之编码。
P位：肽酰位 (peptidyl site)
PPT课件
31
三、tRNA与氨基酸的活化
tRNA在翻译过程 中起接合体（adaptor） 作用，又是氨基酸的运 载体。
氨基酸臂
反密码环
PPT课件
32
氨基酸的活化
（一）氨基酰-tRNA合成酶 (aminoacyl-tRNA synthetase)
氨基酸 + tRNA 氨基酰-tRNA合成酶 氨基酰- tRNA ATP AMP＋PPi
5' m 7Gppp
AUG
编 O码 R区 F
3' UAA AAA… … An
5'非 翻 译 区
PPT课件
3'非 翻 译 区
13
遗传密码的破译
提取液（DNA、mRNA、tRNA、核糖 体、酶、离子）
保温
蛋白质合成停止
poly U，ATP，GTP，氨基酸 多聚苯丙氨酸 （UUU是Phe的密码子）
同样方法证明了CCC是Pro的密码子， AAA是Lys的密码子。
6
一、翻译模板mRNA及遗传密码
1961年， Nirenberg 证明了 mRNA的模板作用。
PPT课件
7
细菌＋矾土颗粒 轻轻研磨
细菌液 离心，去除细胞壁和膜
提取液（DNA、mRNA、tRNA、 核糖体、酶、离子）
DNA水解酶，20种氨基酸等 蛋白质
PPT课件
8
蛋
白
DNase
质
合
成
量
时间
PPT课件
• 有少数例外，如动物细胞的线粒体、植 物细胞的叶绿体。
• 密码的通用性进一步证明各种生物进化 自同一祖先。
PPT课件
23
4. 摆动性（wobble）
tRNA上反密码子的第1位碱基与 mRNA密码子的第3位碱基配对时，可以 在一定范围内变动，即并不严格遵循碱基 配对规律，这一现象称为摆动性。
PPT课件
PPT课件
33
第一步反应
氨基酸＋ATP＋E —→氨基酰-AMP-E＋AMP ＋ PPi
PPT课件
34
第二步反应
氨基酰-AMP-E ＋
tRNA
↓
氨基酰-tRNA ＋
AMP ＋
E
PPT课件
35
PPT课件
36
• 氨基酰-tRNA合成酶对氨基酸和tRNA都有高度 特异性。
• 氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性(proofreading activity) 。