分子生物學(xué)16精編版

1、六、翻譯六、翻譯1. 起始（起始（initiation）（1）原核生物的翻譯起始）原核生物的翻譯起始ntRNA識別（識別（tRNA identity）n氨酰氨酰tRNA合成酶的專一性很高，共有合成酶的專一性很高，共有20種，種，每一種只用于單一種氨基酸與相應(yīng)每一種只用于單一種氨基酸與相應(yīng)tRNA的的結(jié)合結(jié)合ntRNA上的某些結(jié)構(gòu)特征能使它在氨酰上的某些結(jié)構(gòu)特征能使它在氨酰tRNA合成酶的催化下，與特定的氨基酸結(jié)合；合成酶的催化下，與特定的氨基酸結(jié)合；這些結(jié)構(gòu)特征就是這些結(jié)構(gòu)特征就是“第二遺傳密碼第二遺傳密碼”（the second genetic code）六、翻譯六、翻譯1. 起始（起始（i

2、nitiation）（1）原核生物的翻譯起始）原核生物的翻譯起始ntRNA識別（識別（tRNA identity）n“第二遺傳密碼第二遺傳密碼”常在常在tRNA的受體莖的受體莖（acceptor stem）上，但在其他區(qū)域的）上，但在其他區(qū)域的也有不少也有不少n“第二遺傳密碼第二遺傳密碼”較復(fù)雜，且是非簡并較復(fù)雜，且是非簡并的，但專一性同樣很強(qiáng)的，但專一性同樣很強(qiáng)Identity elements in various tRNA molecules丙氨酸t(yī)RNA苯丙氨酸t(yī)RNA甲酰甲硫氨酸t(yī)RNA絲氨酸t(yī)RNA六、翻譯六、翻譯1. 起始（起始（initiation）（1）原核生物的翻譯起始）原

3、核生物的翻譯起始n核糖體解離（核糖體解離（dissociation of ribosomes）n翻譯起始復(fù)合物首先是在核糖體小亞基翻譯起始復(fù)合物首先是在核糖體小亞基上組裝起來上組裝起來n每一次翻譯后，核糖體的大小亞基必須每一次翻譯后，核糖體的大小亞基必須解離，以讓新的翻譯起始復(fù)合物形成解離，以讓新的翻譯起始復(fù)合物形成n核糖體解離需要起始因子（核糖體解離需要起始因子（initiation factors，IF）的協(xié)助）的協(xié)助Summary of prokaryotic translation initiationIF-1促進(jìn)核糖體大小亞基的解離；IF-3則通過與小亞基結(jié)合，阻止其與大亞基重新結(jié)合

4、六、翻譯六、翻譯1. 起始（起始（initiation）（1）原核生物的翻譯起始）原核生物的翻譯起始n30S起始復(fù)合物的形成起始復(fù)合物的形成n由核糖體小亞基（由核糖體小亞基（30S）、）、mRNA、氨酰、氨酰tRNA及起始因子等構(gòu)成及起始因子等構(gòu)成Summary of prokaryotic translation initiation六、翻譯六、翻譯1. 起始（起始（initiation）（1）原核生物的翻譯起始）原核生物的翻譯起始n起始起始tRNAn攜帶甲酰甲硫氨酸的攜帶甲酰甲硫氨酸的tRNA（tRNA ），），識別密碼子識別密碼子AUG、GUG和和UUGntRNA 與攜帶甲硫氨酸到蛋白質(zhì)

5、鏈內(nèi)部與攜帶甲硫氨酸到蛋白質(zhì)鏈內(nèi)部的的tRNA（tRNA ）稍有不同，后者只）稍有不同，后者只識別識別AUGMetfMetfMetm六、翻譯六、翻譯1. 起始（起始（initiation）（1）原核生物的翻譯起始）原核生物的翻譯起始nmRNA與核糖體小亞基的結(jié)合與核糖體小亞基的結(jié)合n在起始密碼子的上游（數(shù)個核苷酸），有一共在起始密碼子的上游（數(shù)個核苷酸），有一共同序列同序列AGGAGGU，與，與16S rRNA 3端的序列端的序列（3 HO-AUUCCUCCAC 5）互補(bǔ)配對，是核）互補(bǔ)配對，是核糖體的結(jié)合位點(diǎn)；這一序列又稱糖體的結(jié)合位點(diǎn)；這一序列又稱SD序列序列（Shine-Dalgarno

6、 sequence）nmRNA與核糖體小亞基的結(jié)合還需要有起始因與核糖體小亞基的結(jié)合還需要有起始因子的協(xié)助：子的協(xié)助：IF-3最重要，最重要，IF-1和和IF-2也起一定也起一定的作用的作用六、翻譯六、翻譯1. 起始（起始（initiation）（1）原核生物的翻譯起始）原核生物的翻譯起始n甲酰甲硫氨酰甲酰甲硫氨酰tRNA（fMet-tRNA ）與與30S起始復(fù)合物的結(jié)合起始復(fù)合物的結(jié)合n主要由主要由IF-2負(fù)責(zé)，負(fù)責(zé)，IF-1和和IF-3輔助，此外輔助，此外還需要還需要GTP（GTP的作用是使的作用是使IF-2能順利能順利地結(jié)合到核糖體小亞基上）地結(jié)合到核糖體小亞基上）Metf六、翻譯六、翻

7、譯1. 起始（起始（initiation）（1）原核生物的翻譯起始）原核生物的翻譯起始n70S起始復(fù)合物的形成起始復(fù)合物的形成n30S起始復(fù)合物加上核糖體大亞基（起始復(fù)合物加上核糖體大亞基（50S），），就形成就形成70S起始復(fù)合物起始復(fù)合物n在這一過程中，在這一過程中，IF-1和和IF-3先從復(fù)合物中先從復(fù)合物中解離，接著解離，接著IF-2解離，同時解離，同時GTP水解成水解成GDP和磷酸（促進(jìn)和磷酸（促進(jìn)IF-2解離）解離）nIF-2的解離是形成具活性的的解離是形成具活性的70S復(fù)合物所復(fù)合物所必需的必需的Summary of prokaryotic translation initiat

8、ion六、翻譯六、翻譯1. 起始（起始（initiation）（2）真核生物的翻譯起始）真核生物的翻譯起始n與原核生物的翻譯起始的差異與原核生物的翻譯起始的差異n起始氨基酸不是甲酰甲硫氨酸，而是甲硫起始氨基酸不是甲酰甲硫氨酸，而是甲硫氨酸；起始氨酸；起始tRNA則為則為tRNA n真核真核mRNA不含不含SD序列，但有序列，但有5帽子，有帽子，有助于起始復(fù)合體的形成助于起始復(fù)合體的形成n通過掃描尋找起始密碼子通過掃描尋找起始密碼子Meti六、翻譯六、翻譯1. 起始（起始（initiation）（2）真核生物的翻譯起始）真核生物的翻譯起始n掃描（掃描（scanning）n核糖體小亞基（真核生物為

9、核糖體小亞基（真核生物為40S）與起始因子、）與起始因子、起始起始tRNA及其攜帶的氨基酸（甲硫氨酰及其攜帶的氨基酸（甲硫氨酰tRNA，Met-tRNA ）、）、GTP一道，通過識別一道，通過識別mRNA 5端的端的帽子（帽子（7-甲基鳥苷），結(jié)合到甲基鳥苷），結(jié)合到mRNA的的5端，端，然后從然后從5 3掃描，尋找起始密碼子掃描，尋找起始密碼子n找到起始密碼子后，再加上核糖體大亞基，就可找到起始密碼子后，再加上核糖體大亞基，就可開始翻譯開始翻譯MetiA simplified version of the scanning model for translation initiation六、

10、翻譯六、翻譯1. 起始（起始（initiation）（2）真核生物的翻譯起始）真核生物的翻譯起始n掃描（掃描（scanning）n在大多數(shù)情況下，掃描遇到的第一個在大多數(shù)情況下，掃描遇到的第一個AUG就是翻譯的起始位點(diǎn)；在其周圍，就是翻譯的起始位點(diǎn)；在其周圍，往往有共同序列往往有共同序列CCRCCAUGG六、翻譯六、翻譯1. 起始（起始（initiation）（2）真核生物的翻譯起始）真核生物的翻譯起始n掃描（掃描（scanning）n在在5 10%的情況下，第一個的情況下，第一個AUG并不是起始并不是起始位點(diǎn)，因?yàn)槠渲車男蛄胁惶线m；在這種情位點(diǎn)，因?yàn)槠渲車男蛄胁惶线m；在這種情況下，掃

11、描繼續(xù)進(jìn)行，直到找到合適的起始位況下，掃描繼續(xù)進(jìn)行，直到找到合適的起始位點(diǎn)點(diǎn)n有時，第一個或上游的有時，第一個或上游的AUG周圍也有作為起始周圍也有作為起始位點(diǎn)的合適序列，可進(jìn)行翻譯起始，但還不是位點(diǎn)的合適序列，可進(jìn)行翻譯起始，但還不是真正的起始位點(diǎn)，因?yàn)樵撜嬲钠鹗嘉稽c(diǎn)，因?yàn)樵揂UG后很快就有一終后很快就有一終止密碼子；因此翻譯終止后，掃描又繼續(xù)進(jìn)行，止密碼子；因此翻譯終止后，掃描又繼續(xù)進(jìn)行，直到找到下游的起始位點(diǎn)直到找到下游的起始位點(diǎn)六、翻譯六、翻譯1. 起始（起始（initiation）（2）真核生物的翻譯起始）真核生物的翻譯起始nmRNA二級結(jié)構(gòu)與翻譯起始的關(guān)系二級結(jié)構(gòu)與翻譯起始的關(guān)系

12、nmRNA 5端附近的二級結(jié)構(gòu)對端附近的二級結(jié)構(gòu)對翻譯起始翻譯起始既可有正效應(yīng)，也可有負(fù)效應(yīng)既可有正效應(yīng)，也可有負(fù)效應(yīng)n緊接緊接AUG后（后（AUG后后12 15 nt）的發(fā)夾）的發(fā)夾結(jié)構(gòu)能使核糖體停頓，因而使該結(jié)構(gòu)能使核糖體停頓，因而使該AUG更更有可能成為起始位點(diǎn)（即使其周圍的序有可能成為起始位點(diǎn)（即使其周圍的序列與起始位點(diǎn)的共同序列相差較大）列與起始位點(diǎn)的共同序列相差較大）Effect of secondary structure in an mRNA leader on translation efficiency六、翻譯六、翻譯1. 起始（起始（initiation）（2）真核生物的

13、翻譯起始）真核生物的翻譯起始n起始因子（起始因子（eIF：eukaryotic initiation factors）n要比原核生物的復(fù)雜，但也有相應(yīng)的因子要比原核生物的復(fù)雜，但也有相應(yīng)的因子n主要的起始因子有主要的起始因子有6種（類）種（類）neIF1、 eIF2、 eIF3、 eIF4、 eIF5、 eIF6Summary of translation initiation in eukaryotesInitiation of protein synthesis in eukaryotes六、翻譯六、翻譯1. 起始（起始（initiation）（3）起始的控制）起始的控制n原核生物的起始控

14、制原核生物的起始控制nmRNA二級結(jié)構(gòu)對翻譯起始的影響二級結(jié)構(gòu)對翻譯起始的影響n反饋抑制（反饋抑制（feedback repression）Potential secondary structure in MS2 phage RNA and its effect on translationTranslational repression of the L11 operon六、翻譯六、翻譯1. 起始（起始（initiation）（3）起始的控制）起始的控制n真核生物的起始控制真核生物的起始控制n最常見的起始控制是對起始因子磷酸化最常見的起始控制是對起始因子磷酸化n起始因子的磷酸化在一些情況下對

15、翻譯起始因子的磷酸化在一些情況下對翻譯起始起抑制作用，而在另一些情況下，起始起抑制作用，而在另一些情況下，卻可起到促進(jìn)作用卻可起到促進(jìn)作用Repression of translation by phosphorylation of eIF2 蛋白激酶HCR（heme-controlled repressor）網(wǎng)織紅細(xì)胞（reticulocyte）六、翻譯六、翻譯2. 延伸（延伸（elongation）（1）基本過程）基本過程nStep 1：一個新的氨酰一個新的氨酰tRNA結(jié)合到核糖結(jié)合到核糖體的體的A位位nStep 2：形成肽鍵形成肽鍵nStep 3：移位移位Elongation in tr

16、anslation六、翻譯六、翻譯2. 延伸（延伸（elongation）（2）氨酰）氨酰tRNA結(jié)合到核糖體的結(jié)合到核糖體的A位（位（step 1）n需延伸因子（需延伸因子（elongation factor）EF-Tu及及GTP，另還需，另還需EF-Tsn在真核生物中由在真核生物中由eEF1 和和eEF1分別起到分別起到EF-Tu和和EF-Ts的作用的作用Model of binding aminoacyl-tRNA to the ribosome A siteP A六、翻譯六、翻譯2. 延伸（延伸（elongation）（2）氨酰）氨酰tRNA結(jié)合到核糖體的結(jié)合到核糖體的A位（位（ste

17、p 1）n校對（校對（proofreading）n如錯誤的氨酰如錯誤的氨酰tRNA進(jìn)入了進(jìn)入了A位（反密碼子與位（反密碼子與密碼子不能很好配對），可進(jìn)行校正密碼子不能很好配對），可進(jìn)行校正Probable mechanism of incorporation of amino acids into proteinRib：ribosomeTC：ternary complex (EF-Tu, GTP, aa-tRNA)六、翻譯六、翻譯2. 延伸（延伸（elongation）（3）肽鍵的形成（）肽鍵的形成（step 2）n通過肽基轉(zhuǎn)移酶（通過肽基轉(zhuǎn)移酶（peptidyl transferase），把

18、），把P位的肽鏈（或起始氨位的肽鏈（或起始氨基酸）與基酸）與A位的氨酰位的氨酰tRNA中的氨基酸以中的氨基酸以肽鍵連結(jié)起來肽鍵連結(jié)起來n肽基轉(zhuǎn)移酶是核糖體的組成部分，且存肽基轉(zhuǎn)移酶是核糖體的組成部分，且存于核糖體大亞基中于核糖體大亞基中六、翻譯六、翻譯2. 延伸（延伸（elongation）（3）肽鍵的形成（）肽鍵的形成（step 2）n肽基轉(zhuǎn)移酶肽基轉(zhuǎn)移酶n核糖體大亞基中的核糖體大亞基中的23S（真核生物中為（真核生物中為28S）rRNA在催化肽鍵形成中起主要作在催化肽鍵形成中起主要作用，具肽基轉(zhuǎn)移酶活性用，具肽基轉(zhuǎn)移酶活性Effect of protein-removing reagent

19、s on peptidyl transferase activities of E. coli and Thermus aquaticus ribosomesSensitivities of Thermus aquaticus fragment reaction to peptidyl transferase inhibitors and RNase六、翻譯六、翻譯2. 延伸（延伸（elongation）（4）移位（）移位（translocation, step 3）nmRNA與肽基與肽基tRNA（peptidyl-tRNA）移動移動1個密碼子的距離，使肽基個密碼子的距離，使肽基tRNA進(jìn)入進(jìn)

20、入P位，而原在位，而原在P位的位的tRNA離開核糖離開核糖體體n移位需移位需EF-G及及GTP n在真核生物中由在真核生物中由eEF2起到起到EF-G的作用的作用Dependence of translocation on EF-G and GTP六、翻譯六、翻譯3. 終止（終止（termination）（1）終止密碼子及終止抑制）終止密碼子及終止抑制n終止密碼子（終止密碼子（termination codon）nUAG：琥珀密碼子（琥珀密碼子（amber codon）nUAA：赭石密碼子（赭石密碼子（ochre codon）nUGA：乳白密碼子（乳白密碼子（opal codon）六、翻譯六、

21、翻譯3. 終止（終止（termination）（1）終止密碼子及終止抑制）終止密碼子及終止抑制n過早終止突變過早終止突變n琥珀型突變（琥珀型突變（amber mutation）：）：在編在編碼區(qū)經(jīng)突變產(chǎn)生了琥珀密碼子，使蛋白碼區(qū)經(jīng)突變產(chǎn)生了琥珀密碼子，使蛋白質(zhì)翻譯過早終止質(zhì)翻譯過早終止n赭石型突變（赭石型突變（ochre mutation）n乳白型突變（乳白型突變（opal mutation）六、翻譯六、翻譯3. 終止（終止（termination）（1）終止密碼子及終止抑制）終止密碼子及終止抑制n終止密碼子抑制（終止密碼子抑制（stop codon suppression）n琥珀型抑制（琥珀

22、型抑制（amber suppression），琥珀型），琥珀型抑制物（抑制物（amber suppressor）n赭石型抑制（赭石型抑制（ochre suppression），赭石型），赭石型抑制物（抑制物（ochre suppressor）n乳白型抑制（乳白型抑制（opal suppression），乳白型抑），乳白型抑制物（制物（opal suppressor）Mechanism of suppression谷酰胺(amber mutation)酪氨酸六、翻譯六、翻譯3. 終止（終止（termination）（2）釋放因子（）釋放因子（release factors，RFs）n翻譯的延伸到達(dá)終止密碼子后，肽鏈合翻譯的延伸到達(dá)終止密碼子后，