從mRNA到蛋白質(zhì)學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1從從mRNA到蛋白質(zhì)到蛋白質(zhì)第一頁，共91頁。DNARNA蛋白質(zhì)復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯逆轉(zhuǎn)錄RNA復(fù)制第1頁/共90頁第二頁，共91頁。蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所(chn su)是蛋白質(zhì)合成的模板是模板與氨基酸之間的接合體是蛋白質(zhì)合成的原料是核糖體mRNAtRNA20種氨基酸第2頁/共90頁第三頁，共91頁。第3頁/共90頁第四頁，共91頁。第 一 節(jié) 蛋白質(zhì)合成(hchng)體系1. 遺傳(ychun)密碼三聯(lián)子2. tRNA3. 核糖體第4頁/共90頁第五頁，共91頁。mRNA分子上從5至3方向，由AUG開始，每3個(gè)核苷酸為一組，決定肽鏈上某一個(gè)(y )氨基酸或蛋白質(zhì)合成的起始、終止信號(hào)，稱為三聯(lián)體密

2、碼(triplet coden)。起始密碼(initiation coden): 終止密碼(termination coden): 第5頁/共90頁第六頁，共91頁。第6頁/共90頁第七頁，共91頁。第7頁/共90頁第八頁，共91頁。 由一種以上(yshng)密碼子編碼同一個(gè)氨基酸的現(xiàn)象稱為簡(jiǎn)并（degeneracy），對(duì)應(yīng)于同一氨基酸的密碼子稱為同義密碼子（synonymous codon）。第8頁/共90頁第九頁，共91頁。第9頁/共90頁第十頁，共91頁。第10頁/共90頁第十一頁，共91頁。線粒體與核DNA密碼子使用情況(qngkung)的比較第11頁/共90頁第十二頁，共91頁。編碼

3、蛋白質(zhì)氨基酸序列(xli)的各個(gè)三聯(lián)體密碼連續(xù)閱讀，密碼間既無間斷也無交叉。 第12頁/共90頁第十三頁，共91頁。 基因損傷引起mRNA閱讀框架內(nèi)的堿基發(fā)生插入或缺失，可能(knng)導(dǎo)致框移突變(frameshift mutation)。 第13頁/共90頁第十四頁，共91頁。第14頁/共90頁第十五頁，共91頁。轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的tRNA上的反密碼子需要通過堿基互補(bǔ)與mRNA上的遺傳密碼子反向配對(duì)結(jié)合，在密碼子與反密碼子的配對(duì)中，前兩對(duì)嚴(yán)格遵守堿基配對(duì)原則，第三對(duì)堿基有一定的自由度，可以“擺動(dòng)”，這種現(xiàn)象(xinxing)稱為密碼子的擺動(dòng)性。 第15頁/共90頁第十六頁，共91頁。U擺動(dòng)(bi

4、dng)配對(duì)第16頁/共90頁第十七頁，共91頁。第17頁/共90頁第十八頁，共91頁。第18頁/共90頁第十九頁，共91頁。3OHACCAC- G U- A C- G U G5PCGC- G G-CCGCGGCCGUCAmCCTUAGmCCGCGAAGDDGmGDDDA ACmDAGAGCGAUGCAUACUGUAAAT環(huán)CCA末端DHU環(huán)反密碼子反密碼子環(huán)酵母(jiom)tRNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)與二級(jí)結(jié)構(gòu)氨基酸臂第19頁/共90頁第二十頁，共91頁。與密碼子配對(duì)(pi du)連接(linji)氨基酸第20頁/共90頁第二十一頁，共91頁。 核糖體是蛋白質(zhì)的合成部位，不同細(xì)胞(xbo)核糖體的組成

5、： 第21頁/共90頁第二十二頁，共91頁。第22頁/共90頁第二十三頁，共91頁。原核生物(shngw)翻譯過程中核糖體結(jié)構(gòu)模式:A位：氨基(nj)酰位(aminoacyl site)P位：肽酰位(peptidyl site)E位：排出(pi ch)位(exit site)第23頁/共90頁第二十四頁，共91頁。第24頁/共90頁第二十五頁，共91頁。第25頁/共90頁第二十六頁，共91頁。第26頁/共90頁第二十七頁，共91頁。（1）氨基(nj)酰-tRNA合成酶氨基酸 + tRNA氨基酰- tRNAATP AMPPPi氨基酰-tRNA合成酶第27頁/共90頁第二十八頁，共91頁。第28頁

6、/共90頁第二十九頁，共91頁。原核(yun h)生物中，起始氨基酸是： 起始AA-tRNA是：真核生物中，起始氨基酸是： 起始AA-tRNA是：甲酰甲硫氨酸fMet-tRNAfMet甲硫氨酸Met-tRNAMet（2）起始肽鏈合成(hchng)的氨基酰-tRNA第29頁/共90頁第三十頁，共91頁。第一步反應(yīng)(fnyng)氨基(nj)酸 ATP-E 氨基(nj)酰-AMP-E AMP PPi 第30頁/共90頁第三十一頁，共91頁。第二步反應(yīng)(fnyng)氨基(nj)酰-AMP-E tRNA 氨基(nj)酰-tRNA AMP E第31頁/共90頁第三十二頁，共91頁。tRNA氨基(nj)酰-

7、tRNA合成酶ATP第32頁/共90頁第三十三頁，共91頁。1）肽鏈的起始(q sh)第33頁/共90頁第三十四頁，共91頁。第34頁/共90頁第三十五頁，共91頁。IF-3IF-1翻譯起始(原核生物) 為例又可被分成4步： （P122） （1）核蛋白體大小(dxio)亞基分離第35頁/共90頁第三十六頁，共91頁。A U G53IF-3IF-1第36頁/共90頁第三十七頁，共91頁。第37頁/共90頁第三十八頁，共91頁。IF-3IF-1IF-2GTPA U G53第38頁/共90頁第三十九頁，共91頁。IF-3IF-1IF-2GTPGDPPiA U G53第39頁/共90頁第四十頁，共91

8、頁。IF-3IF-1A U G53IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi第40頁/共90頁第四十一頁，共91頁。第41頁/共90頁第四十二頁，共91頁。第42頁/共90頁第四十三頁，共91頁。mRNA eIF-6 GDP+PielF-5ATPADP+PielF4E, elF4G, elF4A, elF4B,PABMetMet-tRNAMet-elF-2 -GTP真核生物翻譯起始(q sh)復(fù)合物形成過程第43頁/共90頁第四十四頁，共91頁。2）肽鏈的延伸(ynshn)第44頁/共90頁第四十五頁，共91頁。第45頁/共90頁第四十六頁，共91頁。肽鏈合成(hchng)的延長(zhǎng)因子 第46頁/

9、共90頁第四十七頁，共91頁。需要消耗GTP，并需EF-Tu、EF-Ts兩種延伸(ynshn)因子第47頁/共90頁第四十八頁，共91頁。第48頁/共90頁第四十九頁，共91頁。通過(tnggu)延伸因子EF-Ts再生GTP,形成EF-TuGTP復(fù)合物 重新(chngxn)參與下一輪循環(huán)第49頁/共90頁第五十頁，共91頁。第50頁/共90頁第五十一頁，共91頁。第51頁/共90頁第五十二頁，共91頁。第52頁/共90頁第五十三頁，共91頁。fMetA U G53fMetTuGTP第53頁/共90頁第五十四頁，共91頁。進(jìn)位轉(zhuǎn)位成肽第54頁/共90頁第五十五頁，共91頁。當(dāng)mRNA上終止(zh

10、ngzh)密碼出現(xiàn)后，多肽鏈合成停止，肽鏈從肽酰-tRNA中釋出，mRNA、核蛋白體等分離，這些過程稱為肽鏈合成終止(zhngzh)。 第55頁/共90頁第五十六頁，共91頁。 RF1：識(shí)別終止密碼子UAA和UAG 終止因子 RF2：識(shí)別終止密碼子UAA和UGA RF3：具GTP酶活性，刺激RF1和 RF2 活性，協(xié)助肽鏈的釋放（原核生物）真核生物只有一個(gè)終止(zhngzh)因子（eRF） 終止相關(guān)的蛋白因子稱為(chn wi)終止因子或釋放因子(release factor, RF) 第56頁/共90頁第五十七頁，共91頁。原核肽鏈合成(hchng)終止過程 第57頁/共90頁第五十八頁，共

11、91頁。U A G53COO-第58頁/共90頁第五十九頁，共91頁。使蛋白質(zhì)合成高速(o s)、高效進(jìn)行。第59頁/共90頁第六十頁，共91頁。電鏡下的多聚核蛋白體現(xiàn)象(xinxing)第60頁/共90頁第六十一頁，共91頁。第 三 節(jié)第61頁/共90頁第六十二頁，共91頁。第62頁/共90頁第六十三頁，共91頁。第63頁/共90頁第六十四頁，共91頁。1）N端fMet或Met的切除(qich)第64頁/共90頁第六十五頁，共91頁。第65頁/共90頁第六十六頁，共91頁。4）切除新生肽鏈中非(zhn fi)功能片段第66頁/共90頁第六十七頁，共91頁。第67頁/共90頁第六十八頁，共91

12、頁。第68頁/共90頁第六十九頁，共91頁。第69頁/共90頁第七十頁，共91頁。第70頁/共90頁第七十一頁，共91頁。第71頁/共90頁第七十二頁，共91頁。 信號(hào)肽假說認(rèn)為，編碼分泌蛋白的mRNA在翻譯時(shí)首先合成的是N 末端帶有疏水氨基酸殘基的信號(hào)肽，它被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的受體識(shí)別(shbi)并與之相結(jié)合。信號(hào)肽經(jīng)由膜中蛋白質(zhì)形成的孔道到達(dá)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)腔，隨即被位于腔表面的信號(hào)肽酶水解，由于它的引導(dǎo)，新生的多肽就能夠通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜進(jìn)入腔內(nèi)，最終被分泌到胞外。翻譯結(jié)束后，核糖體亞基解聚、孔道消失，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜又恢復(fù)原先的脂雙層結(jié)構(gòu)。 第72頁/共90頁第七十三頁，共91頁。第73頁/共90頁第七十四頁，共

13、91頁。第74頁/共90頁第七十五頁，共91頁。2、翻譯后運(yùn)轉(zhuǎn)(ynzhun)機(jī)制第75頁/共90頁第七十六頁，共91頁。 在運(yùn)轉(zhuǎn)前大多以前體形式存在，由成熟蛋白質(zhì)和位于N端的一段前導(dǎo)肽組成(z chn)，當(dāng)前體蛋白過膜時(shí)，前導(dǎo)肽被多肽酶水解，釋放成熟蛋白質(zhì)；蛋白質(zhì)通過線粒體內(nèi)膜的運(yùn)轉(zhuǎn)是個(gè)需能過程；運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，首先由外膜上的Tom受體復(fù)合蛋白識(shí)別Hsp70或MSF等分子伴侶結(jié)合的待轉(zhuǎn)運(yùn)多肽，通過Tom和Tim組成(z chn)的膜通道進(jìn)入線粒體內(nèi)腔。 蛋白質(zhì)跨膜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的能量來自線粒體Hsp70引發(fā)的ATP水解和膜電位差第76頁/共90頁第七十七頁，共91頁。(2)葉綠體蛋白質(zhì)的跨膜運(yùn)轉(zhuǎn)(ynzhu

14、n)第77頁/共90頁第七十八頁，共91頁。（3）核定位蛋白(dnbi)的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制第78頁/共90頁第七十九頁，共91頁。第79頁/共90頁第八十頁，共91頁。（D）第80頁/共90頁第八十一頁，共91頁。（B）第81頁/共90頁第八十二頁，共91頁。(B、C、E）第82頁/共90頁第八十三頁，共91頁。（A、D）第83頁/共90頁第八十四頁，共91頁。A、D、E第84頁/共90頁第八十五頁，共91頁。D.啟動(dòng)基因的順序特征A第85頁/共90頁第八十六頁，共91頁。A第86頁/共90頁第八十七頁，共91頁。B第87頁/共90頁第八十八頁，共91頁。C第88頁/共90頁第八十九頁，共91頁。BDA第89頁/共90頁第九十頁，共91頁。NoImage