蛋白质生物合成所需的能量
翻译
生物体合成mRNA后,mRNA中的遗传信息转 变成为蛋白质中氨基酸排序的过程称为翻译。
条件: 1、 原料 20种氨基酸
2、 能量 ATP和GTP
3、 催化剂: 酶、蛋白质因子、无机离子(Mg+,K + ) 4、 运载工具:tRNA
5、 模板:mRNA(每个A.A由三个碱基确定)
6、 装配机:核糖体(rRNA、蛋白质)
遗传密码的基本特点
2、密码子的连续性
要正确阅读密 码必须按一定的密码框 架(reading frame) 从一个正确的起点开 始,一个不漏地挨 着读下去,直到碰到终 止信号为止。
遗传密码的基本特点
3、密码子的不重叠性(non-overlapping)
绝大多数生物中读码规则是不重叠的。 少数大肠杆菌噬菌体的RNA基因组中,部 分基因的遗传密码却是重叠的。
P363 P364
四、一些氨酰-tRNA合成酶具有校对功能
氨酰—tRNA合成酶 , 酶的专一性表现在: a) 识别氨基酸 b) 识别tRNA(倒L型的三级结构) c) 进行二次核对作用
E.Coli蛋白质的生物合成 :
1.氨基酸的活化: 由高度特异的氨酰-tRNA合成酶 (aminoacyl-tRNA synthetase)催化,反应分两步
总反应式
五、氨酰-tRNA合成酶对tRNA的识别 六、多肽链的合成从氨基末端开始
七、一个特定氨基酸起始蛋白质的合成
起始氨酰-tRNA的形成(P366) 现已清楚,原核细胞中多肽的合成都有 自甲硫氨酸开始,但并不是以甲硫氨酰tRNA作起始物,而是以N-甲酰甲硫氨酰tRNA的形式起始。
在E.Coli和其它原核生物中与这起始密 码(AUG)相对应的tRNA是甲酰甲硫 氨酰—tRNA(fMet-tRNAf Met),这是 起始tRNA。
2、30S预起始复合物(IF1,IF2,GTP)
消耗一个高能键 IF1起协助作用,促进IF3,IF2的作用,然后 在IF1参与下,mRNA-30S-IF3进一步与fMettRNAf,GTP相结合,并释 放出IF3形成 一 个30S起始复合物, 30S核糖体—mRNAfMet-tRNAf。
细胞内有2种可携带Met的tRNA,它们都识别同样 的AUG密码子,但它们的一级结构和功能不同。
(1)tRNAf Met 带上Met后能甲酰化,是起始 tRNA,用于肽链合成的起始。 (2)tRNAmMet带上Met后不能甲酰化,用于 肽链的内部,在肽链延伸中起作用。
所以AUG和GUG是兼职密码子,它们 既可以作为起始密码子,作为肽链合成的 起始信号,这时与之对应的氨基酸是甲酰 Met。另外也可作肽链内部相应aa的密码, 这时AUG编码Met,GUG编码val。
遗传密码的基本特点
4、密码子的摆动性 P356
密码子的第一、第二位专一性很强,第 三位专一性就弱。
已证明,密码子的专一性主要由头两位 碱基决定,Crick对第三位碱基的这一特性给 于一个专门的术语,称“摆动性” wobble.
遗传密码的基本特点
1966年F.Crick提出的摆动假说(wobble hypothesis)
二、核糖体(ribosome)
原核生物核糖体
5S rRNA, 23S rRNA 50S
34种蛋白质 70S
16S rRNA
30S 21种蛋白质
真核生物核糖体
5SrRNA,5.8SrRNA,28SrRNA 60S
49种蛋白质 80S
18SrRNA 40S
33种蛋白质
二、转移RNA具有特征性结构
5、密码子的通用性
遗传密码表属于完全通用 。
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第四节 蛋白质的生物合成
一、核糖体(ribosome)是一个复杂的超分子结构
P361 核糖体可以看作是一个大分子的机构, 它具有许多精密的配合部分,来挑选 并管理参与蛋白质合成的各个组分。 它参与多肽链的启动,延长和终止的 各种因子的识别。
八、多肽合成起始的三个步骤
1、30S-mRNA复合物的形成
此反应须起始因子3(IF3) P位:肽基的结合部位 A位:氨酰基的结合部位 起始密码定位在P位上 SD序列 Shine-Dalgarno发现在AUG的前 方有一段富嘌呤AG区,与30S中的16SrRNA 富含嘧啶的区结合
2.肽链的起始:
mRNA中的起始密码是AUG,少数是GUG。 起始密码子的上游约10个核苷酸的地方往往有一段富含嘌呤的序列称SD序列 (Shine-Dalgarno序列),一般为3~10个核苷酸,它与核糖体16srRNA 3ˊ端的 核苷酸序列互补,可促使核糖体与mRNA的结合。
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第二节 遗传密码的破译
第三节 遗传密码的几个重要特性
遗传密码: mRNA分子上从5’3’的方向,每三
个碱基形成的三联体,组成一个遗传密码子 (codon)。
遗传子
↘Met的密码子。
有三个密码子是终止密码子:UAA、 UAG、UGA, 这三组密码子不能被tRNA 阅读,只能被 肽链释放因子识别。
起始tRNA怎样形成?由甲硫氨酰-tRNA甲酰化
tRNA
Met
甲酰基转移酶
Met-tRNA
甲酰基
O C
Met tRNA
N10-甲酰FH4 FH4 H
(fMet-tRNAf)
Structure of N-formylmethionyltRNA[Met]
Differences with other tRNAs
tRNA是氨基酸的搬运工具。 氨基酸的同工受体:能够运输同一种氨基酸
的多种tRNA分子。
tRNA分子上与蛋白质生物合成有关的位 点至少有四个:
1) 3端—CCA上的氨基酸接受位点 2) 识别氨酰—tRNA合成酶的位点 3) 核糖体识别位点,使延长中的肽链
附着于核糖体上 4) 反密码子位点
三、氨酰-tRNA合成酶和它们催化的反应
遗传密码的基本特点(5个性):
1、密码子的简并性 2、密码子的连续性 3、密码子的不重叠性 4、密码子的摆动性 5、密码子的通用性 6、特殊密码子
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1、密码子的简并性
一个氨基酸具有多个密码子的现象称为 密码子的简并性(degeneracy)。
这些编码同一种氨基酸的多个密码子称 为同义密码子(synonymous codon)