遺傳信息的翻譯備課講稿

1、遺傳信息的翻譯第一節(jié) 參與蛋白質(zhì)合成的物質(zhì)一、一、mRNA和遺傳密碼和遺傳密碼1. 遺傳密碼及其破譯遺傳密碼及其破譯信使信使RNA的發(fā)現(xiàn)的發(fā)現(xiàn)三聯(lián)子密碼（密碼子）三聯(lián)子密碼（密碼子） 起始密碼子，終止密碼子起始密碼子，終止密碼子2. 遺傳密碼的性質(zhì)遺傳密碼的性質(zhì)（1）遺傳密碼的連續(xù)性（2）遺傳密碼的簡(jiǎn)并性（3）遺傳密碼的擺動(dòng)性（4）遺傳密碼的普遍性和特殊性（5）遺傳密碼的防錯(cuò)功能 第第 三三 個(gè)個(gè) 字字 母母U CA G二、二、t tRNA與氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)與氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)t tRNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)tRNAtRNA二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)二氫尿二氫尿嘧啶環(huán)嘧啶環(huán)TC環(huán)環(huán)額外環(huán)額外環(huán)反密碼子環(huán)反密碼子環(huán)氨基酸氨

2、基酸接受臂接受臂35tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)的三級(jí)結(jié)構(gòu) 2. tRNA的功能3. tRNA的種類（1）起始tRNA（2）同工tRNA（3）校正tRNA三、核糖體的結(jié)構(gòu)和功能三、核糖體的結(jié)構(gòu)和功能 核糖體核糖體的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 原核生物核糖體由約原核生物核糖體由約2/3的的RNA和和1/3的的蛋白質(zhì)組成；真核生物核糖體中蛋白質(zhì)組成；真核生物核糖體中RNA約占約占3/5的和蛋白質(zhì)占的和蛋白質(zhì)占2/5。 原核生物原核生物真核生物真核生物核糖核糖體體小亞基小亞基大亞基大亞基核糖核糖體體小亞基小亞基大亞基大亞基S值值70S30S50S80S40S60SrRNA16S-rRNA5S-rRNA23S-rRNA18S-

3、rRNA28S-rRNA5S-rRNA5.8S-rRNA蛋白蛋白質(zhì)質(zhì)21種種33種種33種種49種種 原核、真核核糖體的組成原核、真核核糖體的組成 2. rRNA3. 核糖體的功能核糖體的功能第二節(jié)第二節(jié) 蛋白質(zhì)生物合成的過程蛋白質(zhì)生物合成的過程 蛋白質(zhì)的生物合成也稱蛋白質(zhì)的生物合成也稱翻譯翻譯，即把，即把mRNA分子中堿基排列順序轉(zhuǎn)變?yōu)榈鞍踪|(zhì)或多肽鏈中分子中堿基排列順序轉(zhuǎn)變?yōu)榈鞍踪|(zhì)或多肽鏈中的氨基酸排列順序的過程。的氨基酸排列順序的過程。翻譯的過程：翻譯的過程： 氨基酸的活化氨基酸的活化 肽鏈合成的起始肽鏈合成的起始 肽鏈的延伸肽鏈的延伸 肽鏈合成的終止與釋放肽鏈合成的終止與釋放1. 氨基酸

4、的活化氨基酸的活化 tRNAtRNA攜帶氨基酸的反應(yīng)攜帶氨基酸的反應(yīng) 氨基酸氨基酸 + tRNA 氨酰氨酰-tRNA氨酰氨酰-tRNA合成酶合成酶ATP AMP+PPi 密碼子密碼子AUGAUG為編碼甲硫氨酸（為編碼甲硫氨酸（MetMet）的密碼子，）的密碼子，同時(shí)作為起始密碼同時(shí)作為起始密碼。 真核生物：甲硫氨酰真核生物：甲硫氨酰-tRNA-tRNA（Met-tRNAMet-tRNA） 原核生物：甲酰甲硫氨酰原核生物：甲酰甲硫氨酰-tRNA -tRNA （fMet-tRNAfMet-tRNA） 起始起始tRNAtRNA2. 肽肽鏈合成的起始鏈合成的起始 肽鏈合成的起始階段，是指肽鏈合成的起始

5、階段，是指mRNAmRNA和起和起始始tRNAtRNA分別與核糖體結(jié)合而形成分別與核糖體結(jié)合而形成起始復(fù)合起始復(fù)合物的過程物的過程。 需起始因子需起始因子IFIF和和ATPATP、GTPGTP參與。參與。n蛋白體大、小亞基分離。蛋白體大、小亞基分離。nmRNAmRNA在小亞基定位結(jié)合；在小亞基定位結(jié)合； SDSD序列序列：又稱核糖體結(jié)合位點(diǎn)，是：又稱核糖體結(jié)合位點(diǎn)，是mRNAmRNA起始密起始密碼上游的一段富含嘌呤核苷酸的序列，該序列碼上游的一段富含嘌呤核苷酸的序列，該序列以以AGGAAGGA為核心為核心; ;（圖圖12-212-2）n起始起始tRNAtRNA在小亞基上就位；在小亞基上就位；

6、n核糖體大亞基結(jié)合。核糖體大亞基結(jié)合。原核生物原核生物70S起始復(fù)合物形成起始復(fù)合物形成( (圖圖12-3)12-3) 3. 肽鏈的延伸肽鏈的延伸 肽鏈合成的延伸是根據(jù)肽鏈合成的延伸是根據(jù)mRNA密碼序列的密碼序列的指導(dǎo)指導(dǎo),依次添加氨基酸從依次添加氨基酸從N端向端向C端延伸肽鏈端延伸肽鏈,直到合成終止的過程。直到合成終止的過程。 需要延伸因子、各種酶和GTP參與。 原核生物延伸因子原核生物延伸因子：EF-Tu EF-Ts EF-G 肽鏈延伸三個(gè)步驟：肽鏈延伸三個(gè)步驟： （1 1）進(jìn)位進(jìn)位(entrance) (entrance) （2 2）轉(zhuǎn)肽轉(zhuǎn)肽(peptide bond formatio

7、n)(peptide bond formation) （3 3）移位移位(translocation)(translocation) 核糖體閱讀核糖體閱讀mRNA密碼子的方向是密碼子的方向是53，肽，肽鏈合成從鏈合成從NC端進(jìn)行的。端進(jìn)行的。需參與。需參與。新的氨酰新的氨酰-tRNA進(jìn)進(jìn)入入A部位部位（1）（1）進(jìn)位）進(jìn)位轉(zhuǎn)肽反應(yīng)在位上進(jìn)行轉(zhuǎn)肽反應(yīng)在位上進(jìn)行（2）轉(zhuǎn)肽）轉(zhuǎn)肽是由肽酰轉(zhuǎn)移酶催化的肽鍵形成過程。是由肽酰轉(zhuǎn)移酶催化的肽鍵形成過程。（3） 移位移位 延長(zhǎng)因子延長(zhǎng)因子EF-G有移位酶活性，可結(jié)合并水解有移位酶活性，可結(jié)合并水解分子分子GTP，促進(jìn)核糖體向，促進(jìn)核糖體向mRNA的的側(cè)移動(dòng)。

8、側(cè)移動(dòng)。移位轉(zhuǎn)肽 4. 肽鏈合成的終止和釋放肽鏈合成的終止和釋放 當(dāng)核糖體上出現(xiàn)當(dāng)核糖體上出現(xiàn)mRNA的終止密碼后，多肽鏈合的終止密碼后，多肽鏈合成停止，肽鏈從肽酰成停止，肽鏈從肽酰t tRNA中釋出，中釋出， mRNA、核糖、核糖體大、小亞基等分離，這些過程稱為肽鏈合成終止體大、小亞基等分離，這些過程稱為肽鏈合成終止 需要需要釋放因子釋放因子（RF）的參與）的參與 原核生物原核生物RF：RF-1、RF-2、RF-3UAA UAGUAA UGA有助于有助于RF-1/-2的活性的活性IF3IF3RF1RF2RF3GTPGDP+Pi第三節(jié) 翻譯后的加工 氨肽酶肽甲?；赴彪拿?磷酸化磷酸化 (如核

9、糖體蛋白質(zhì)如核糖體蛋白質(zhì)) 糖基化糖基化 (如各種糖蛋白如各種糖蛋白) 甲基化甲基化 (如組蛋白、肌肉蛋白質(zhì)如組蛋白、肌肉蛋白質(zhì)) 乙基化乙基化 (如組蛋白如組蛋白) 羥基化羥基化 (如膠原蛋白如膠原蛋白) 羧基化羧基化 等等1. 1. 折疊折疊 在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ERER）腔中折疊和修飾是有關(guān)）腔中折疊和修飾是有關(guān)的，糖分子的連接對(duì)于正確的折疊十分必要。的，糖分子的連接對(duì)于正確的折疊十分必要。 BiPBiP，一個(gè)與折疊功能有關(guān)的蛋白，屬于，一個(gè)與折疊功能有關(guān)的蛋白，屬于分子伴侶分子伴侶Hsp70Hsp70家庭的一員。有家庭的一員。有兩個(gè)功能：兩個(gè)功能：? ?2. 2. 在在ERER中的糖基

10、化及修整中的糖基化及修整 實(shí)際中所有分泌蛋白和膜蛋白幾乎都是實(shí)際中所有分泌蛋白和膜蛋白幾乎都是被糖基化的蛋白。被糖基化的蛋白。3. 3. 在高爾基體表面的進(jìn)一步加工在高爾基體表面的進(jìn)一步加工 復(fù)合寡聚糖是在高爾基體中進(jìn)一步修整復(fù)合寡聚糖是在高爾基體中進(jìn)一步修整和加上糖的殘基。和加上糖的殘基。envgagpol蛋白質(zhì)內(nèi)含子蛋白質(zhì)內(nèi)含子-內(nèi)蛋白子內(nèi)蛋白子 與內(nèi)含子的區(qū)別在于，它可以和與內(nèi)含子的區(qū)別在于，它可以和外蛋白外蛋白質(zhì)子質(zhì)子的基因一道表達(dá)，而不是其的基因一道表達(dá)，而不是其mRNAmRNA被切除，被切除，產(chǎn)生前體蛋白以后再?gòu)那绑w中被切除掉。產(chǎn)生前體蛋白以后再?gòu)那绑w中被切除掉。例如：哺乳動(dòng)物的鴉

11、片樣促黑皮激素原例如：哺乳動(dòng)物的鴉片樣促黑皮激素原(POMC)(POMC)初翻譯初翻譯產(chǎn)物為產(chǎn)物為265265個(gè)氨基酸。個(gè)氨基酸。 在腦下垂體前葉細(xì)胞中，在腦下垂體前葉細(xì)胞中，POMCPOMC切割成為切割成為N-N-端片段端片段和和C C端片段的端片段的-促脂解素促脂解素。然后。然后N N端片段又被切割成端片段又被切割成較小的較小的N N端片斷端片斷和和促腎上腺皮質(zhì)激素促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH )(ACTH )。而在腦下垂體中葉。而在腦下垂體中葉細(xì)胞中，細(xì)胞中，-促脂解素再次被切割產(chǎn)生促脂解素再次被切割產(chǎn)生-內(nèi)啡肽內(nèi)啡肽；ACTHACTH也也被切割產(chǎn)生被切割產(chǎn)生1313肽的肽的- - 促黑激素促黑激素(-melanotropin)(-melanotropin)POMCNC信號(hào)肽信號(hào)肽 較短肽鏈（較短肽鏈（103肽）肽）ACTH-促黑激素促黑激素 - Endorphin -內(nèi)啡肽內(nèi)啡肽促腎上腺皮質(zhì)激素促腎上腺皮質(zhì)激素 -促脂解素促脂解素 -LPH較長(zhǎng)肽鏈較長(zhǎng)肽鏈第四節(jié)第四節(jié) 蛋白質(zhì)的運(yùn)輸?shù)鞍踪|(zhì)的運(yùn)輸一、信號(hào)肽引導(dǎo)蛋白質(zhì)到達(dá)靶部位二、翻譯完成后被運(yùn)輸?shù)牡鞍踪|(zhì)三、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的蛋白質(zhì)四、翻譯的同時(shí)也被運(yùn)輸?shù)牡鞍踪|(zhì)分泌蛋白質(zhì)的合成和胞吐作用分泌蛋白質(zhì)的合成和胞吐作用內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體高爾基體泡泡泡泡泡融入泡融入質(zhì)膜質(zhì)膜核糖體核糖體芽泡芽泡蛋白質(zhì)定位蛋白質(zhì)定位 新合成的蛋白質(zhì)只有被運(yùn)