第五講 蛋白質(zhì)合成

1、第五講第五講 蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)合成 一一. 基因與基因表達(dá)的一般概念基因與基因表達(dá)的一般概念 二二. 遺傳密碼遺傳密碼三聯(lián)子三聯(lián)子 三三tRNA 四四AA- tRNA合成酶合成酶 五五. 核糖體核糖體 六六. 信使核糖核酸信使核糖核酸 七、蛋白質(zhì)的生物合成七、蛋白質(zhì)的生物合成 八、氨基酸及功能蛋白質(zhì)合成后的修飾八、氨基酸及功能蛋白質(zhì)合成后的修飾 九、蛋白質(zhì)的運(yùn)輸和降解九、蛋白質(zhì)的運(yùn)輸和降解 一一.基因與基因表達(dá)的一般概念基因與基因表達(dá)的一般概念 基因作為唯一能夠自主復(fù)制、永久存在的單位，其生基因作為唯一能夠自主復(fù)制、永久存在的單位，其生理學(xué)功能以蛋白質(zhì)形式得到表達(dá)。理學(xué)功能以蛋白質(zhì)形式得到表達(dá)

2、。DNA序列是遺傳信息的序列是遺傳信息的貯存者，它通過(guò)自主復(fù)制得到永存，并通過(guò)轉(zhuǎn)錄生成貯存者，它通過(guò)自主復(fù)制得到永存，并通過(guò)轉(zhuǎn)錄生成mRNA，翻譯生成蛋白質(zhì)的過(guò)程控制所有生命現(xiàn)象。，翻譯生成蛋白質(zhì)的過(guò)程控制所有生命現(xiàn)象。 基因表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄（基因表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄（transcription）和翻譯）和翻譯（translation）兩個(gè)階段。）兩個(gè)階段。轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄是指拷貝出一條與是指拷貝出一條與DNA鏈序鏈序列完全相同（除了列完全相同（除了TU之外）的之外）的RNA單鏈的過(guò)程，是基因單鏈的過(guò)程，是基因表達(dá)的核心步驟。表達(dá)的核心步驟。翻譯翻譯是指以新生的是指以新生的mRNA為模板，把核苷為模板，把核苷酸三

3、聯(lián)子遺傳密碼翻譯成氨基酸序列、合成蛋白質(zhì)多肽鏈的酸三聯(lián)子遺傳密碼翻譯成氨基酸序列、合成蛋白質(zhì)多肽鏈的過(guò)程，是基因表達(dá)的最終目的。過(guò)程，是基因表達(dá)的最終目的。二二. 遺傳密碼遺傳密碼三聯(lián)子三聯(lián)子 mRNA上每上每3個(gè)核苷酸翻譯成蛋白質(zhì)多肽鏈上的一個(gè)個(gè)核苷酸翻譯成蛋白質(zhì)多肽鏈上的一個(gè)氨基酸，這氨基酸，這3個(gè)核苷酸就稱為一個(gè)密碼，也叫個(gè)核苷酸就稱為一個(gè)密碼，也叫三聯(lián)子密碼三聯(lián)子密碼。翻譯時(shí)從起始密碼子翻譯時(shí)從起始密碼子AUG開(kāi)始，沿開(kāi)始，沿mRNA53的方向連的方向連續(xù)閱讀直到終止密碼子，生成一條具有特定序列的多肽鏈。續(xù)閱讀直到終止密碼子，生成一條具有特定序列的多肽鏈。這條由起始密碼子開(kāi)始，到終止密

4、碼子結(jié)束的核苷酸序列這條由起始密碼子開(kāi)始，到終止密碼子結(jié)束的核苷酸序列就被稱為一個(gè)就被稱為一個(gè)可譯框架或可讀框可譯框架或可讀框。 mRNA中只有中只有4種核苷酸，而蛋白質(zhì)中有種核苷酸，而蛋白質(zhì)中有20種氨基酸，種氨基酸，若以一種核苷酸代表一種氨基酸，只能代表若以一種核苷酸代表一種氨基酸，只能代表4種種(41=4)。若。若以兩種核苷酸作為一個(gè)密碼（二聯(lián)子），能代表以兩種核苷酸作為一個(gè)密碼（二聯(lián)子），能代表42=16種種氨基酸。而假定以氨基酸。而假定以3個(gè)核苷酸代表一個(gè)氨基酸，則可以有個(gè)核苷酸代表一個(gè)氨基酸，則可以有43=64種密碼，滿足了編碼種密碼，滿足了編碼20種氨基酸的需要。種氨基酸的需要。

5、1、三聯(lián)體密碼及其破譯、三聯(lián)體密碼及其破譯 （1 1）Paul ZamecnikPaul Zamecnik等人證實(shí)細(xì)胞中蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所。等人證實(shí)細(xì)胞中蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所。 他們把放射性標(biāo)記的氨基酸注射到大鼠體內(nèi)，經(jīng)過(guò)一段他們把放射性標(biāo)記的氨基酸注射到大鼠體內(nèi)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后收獲其肝臟，進(jìn)行蔗糖梯度沉淀并分析各種細(xì)胞成份時(shí)間后收獲其肝臟，進(jìn)行蔗糖梯度沉淀并分析各種細(xì)胞成份中的放射性蛋白質(zhì)。中的放射性蛋白質(zhì)。 如果注射后經(jīng)數(shù)小時(shí)（或數(shù)天）收獲肝臟，所有細(xì)胞如果注射后經(jīng)數(shù)小時(shí)（或數(shù)天）收獲肝臟，所有細(xì)胞成份中都帶有放射性標(biāo)記的蛋白質(zhì)成份中都帶有放射性標(biāo)記的蛋白質(zhì); 如果注射后幾分鐘內(nèi)即收獲肝臟，那么

6、，放射性標(biāo)記如果注射后幾分鐘內(nèi)即收獲肝臟，那么，放射性標(biāo)記只存在于含有核糖體顆粒的細(xì)胞質(zhì)成份中。只存在于含有核糖體顆粒的細(xì)胞質(zhì)成份中。50-60年代破譯遺傳密碼方面的三項(xiàng)重要成果：年代破譯遺傳密碼方面的三項(xiàng)重要成果： 2）Francis Crick等人第一次證實(shí)只有用等人第一次證實(shí)只有用三聯(lián)子密三聯(lián)子密碼的形式碼的形式才能把包含在由才能把包含在由AUGC四個(gè)字母組成的遺四個(gè)字母組成的遺傳信息（核酸）準(zhǔn)確無(wú)誤地翻譯成由傳信息（核酸）準(zhǔn)確無(wú)誤地翻譯成由20種不同氨基種不同氨基酸組成的蛋白質(zhì)序列，實(shí)現(xiàn)遺傳信息的表達(dá)。酸組成的蛋白質(zhì)序列，實(shí)現(xiàn)遺傳信息的表達(dá)。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1: 用吖啶類試劑（誘導(dǎo)核苷酸插入或

7、丟失）處理用吖啶類試劑（誘導(dǎo)核苷酸插入或丟失）處理T4噬菌體噬菌體rII位點(diǎn)上的兩個(gè)基因，使之發(fā)生移碼突變（位點(diǎn)上的兩個(gè)基因，使之發(fā)生移碼突變（frame-shift），），就生成完全不同的、沒(méi)有功能的蛋白質(zhì)。就生成完全不同的、沒(méi)有功能的蛋白質(zhì)。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2: 研究煙草壞死衛(wèi)星病毒發(fā)現(xiàn)，其外殼蛋白亞基由研究煙草壞死衛(wèi)星病毒發(fā)現(xiàn)，其外殼蛋白亞基由400個(gè)氨個(gè)氨基酸組成，相應(yīng)的基酸組成，相應(yīng)的RNA片段長(zhǎng)片段長(zhǎng)1200個(gè)核苷酸，與密碼三聯(lián)個(gè)核苷酸，與密碼三聯(lián)子體系正好相吻合。子體系正好相吻合。 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)3: 以均聚物為模板指導(dǎo)多肽的合成。以均聚物為模板指導(dǎo)多肽的合成。 在含有在含有tRNA、核糖、核

8、糖體、體、AA-tRNA合成酶及其它蛋白質(zhì)因子的細(xì)胞抽提物中加合成酶及其它蛋白質(zhì)因子的細(xì)胞抽提物中加入入mRNA或人工合成的均聚物作為模板以及或人工合成的均聚物作為模板以及ATP、GTP、氨、氨基酸等成分時(shí)又能合成新的肽鏈，新生肽鏈的氨基酸順序由基酸等成分時(shí)又能合成新的肽鏈，新生肽鏈的氨基酸順序由外加的模板來(lái)決定。外加的模板來(lái)決定。 1961年，年，Nirenberg等以等以poly（U）作模板時(shí)發(fā)現(xiàn)合成）作模板時(shí)發(fā)現(xiàn)合成了多聚苯丙氨酸，從而推出了多聚苯丙氨酸，從而推出UUU代表苯丙氨酸（代表苯丙氨酸（Phe）。以）。以poly（C）及）及poly（A）做模板分別得到多聚脯氨酸和多聚）做模板分

9、別得到多聚脯氨酸和多聚賴氨酸。賴氨酸。 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4: 以特定序列的共聚物為模板指導(dǎo)多肽的合成。以多聚二以特定序列的共聚物為模板指導(dǎo)多肽的合成。以多聚二核苷酸作模板可合成由核苷酸作模板可合成由2個(gè)氨基酸組成的多肽，個(gè)氨基酸組成的多肽， 5UGU GUG UGU GUG UGU GUG3,不管讀碼從不管讀碼從U開(kāi)開(kāi)始還是從始還是從G開(kāi)始，都只能有開(kāi)始，都只能有UGU（Cys）及）及GUG（Val）兩）兩種密碼子。種密碼子。 實(shí)驗(yàn)5: 以共聚三核苷酸作為模板可得到有以共聚三核苷酸作為模板可得到有3種氨基酸組成的多種氨基酸組成的多肽。如以多聚（肽。如以多聚（UUC）為模板，可能有）為模板，可能有3種起

10、讀方式：種起讀方式： 5UUC UUC UUC UUC UUC3或或 5UCU UCU UCU UCU UCU3或或 5CUU CUU CUU CUU CUU3 分別產(chǎn)生分別產(chǎn)生UUC（Phe）、）、UCU（Ser）或）或CUU（Leu）. 多聚三核苷酸為模板時(shí)也可能只合成多聚三核苷酸為模板時(shí)也可能只合成2種多肽：種多肽：5GUA GUA GUA GUA GUA3或或 5UAG UAG UAG UAG UAG3或或5AGU AGU AGU AGU AGU3由第二種讀碼方式產(chǎn)由第二種讀碼方式產(chǎn)生的密碼子生的密碼子UAG是終止密碼，不編碼任何氨基酸，因此，是終止密碼，不編碼任何氨基酸，因此，只產(chǎn)生

11、只產(chǎn)生GUA（Val）或）或AGU（Ser）。）。 實(shí)驗(yàn)6: 以隨機(jī)多聚物指導(dǎo)多肽合成。以隨機(jī)多聚物指導(dǎo)多肽合成。Nirenberg等及等及Ochoa等又用各種隨機(jī)的多聚物作模板合成多肽。例如，以只等又用各種隨機(jī)的多聚物作模板合成多肽。例如，以只含含A、C的多聚核苷酸作模板，任意排列時(shí)可出現(xiàn)的多聚核苷酸作模板，任意排列時(shí)可出現(xiàn)8種三種三聯(lián)子，即聯(lián)子，即CCC、CCA、CAC、ACC、CAA、ACA、AAC、AAA，獲得由，獲得由Asn、His、Pro、Gln、Thr、Lys等等6種氨基酸組成的多肽。種氨基酸組成的多肽。 （3）氨基酸的“活化”與核糖體結(jié)合技術(shù)。 如果把氨基酸與如果把氨基酸與AT

12、P和肝臟細(xì)胞質(zhì)共培養(yǎng)，氨基酸就會(huì)和肝臟細(xì)胞質(zhì)共培養(yǎng)，氨基酸就會(huì)被固定在某些熱穩(wěn)定且可溶性被固定在某些熱穩(wěn)定且可溶性RNA分子（分子（transfer RNA，tRNA）上。現(xiàn)將氨基酸活化后的產(chǎn)物稱為氨基酰）上。現(xiàn)將氨基酸活化后的產(chǎn)物稱為氨基酰-tRNA（aminoacyl-tRNA），并把催化該過(guò)程的酶稱為氨基酰合），并把催化該過(guò)程的酶稱為氨基酰合成酶（成酶（aminoacyl-tRNA Synthetase）。）。 以人工合成的三核苷酸如以人工合成的三核苷酸如UUU、UCU、UGU等為模板，等為模板，在含核糖體、在含核糖體、AA-tRNA的反應(yīng)液中保溫后通過(guò)硝酸纖維素濾的反應(yīng)液中保溫后通過(guò)硝

13、酸纖維素濾膜，只有游離的膜，只有游離的AA-tRNA因相對(duì)分子質(zhì)量小而通過(guò)濾膜，而因相對(duì)分子質(zhì)量小而通過(guò)濾膜，而核糖體或與核糖體結(jié)合的核糖體或與核糖體結(jié)合的AA-tRNA則留在濾膜上，這樣可把則留在濾膜上，這樣可把已結(jié)合與未結(jié)合的已結(jié)合與未結(jié)合的AA-tRNA分開(kāi)。分開(kāi)。 當(dāng)體系中帶有多聚核苷酸模板時(shí)，從大腸桿菌中提取當(dāng)體系中帶有多聚核苷酸模板時(shí)，從大腸桿菌中提取的核糖體經(jīng)常與特異性氨基酰的核糖體經(jīng)常與特異性氨基酰-tRNA相結(jié)合。如果把核糖相結(jié)合。如果把核糖體與體與poly（U）和）和Phe-tRNA Phe共溫育，核糖體就能同時(shí)共溫育，核糖體就能同時(shí)與與poly（U）和）和Phe-tRNA

14、 Phe相結(jié)合。相結(jié)合。 5 1 2、遺傳密碼的性質(zhì)、遺傳密碼的性質(zhì)（2）密碼的兼并性密碼的兼并性 4種核苷酸組成種核苷酸組成61個(gè)編碼氨基酸的密碼子和個(gè)編碼氨基酸的密碼子和3個(gè)終止個(gè)終止密碼子（即密碼子（即UAA、UAG、UGA），），終止密碼不能與終止密碼不能與tRNA的反密碼子配對(duì)，但能被終止因子或釋放因子識(shí)的反密碼子配對(duì)，但能被終止因子或釋放因子識(shí)別，終止肽鏈的合成。別，終止肽鏈的合成。 由一種以上密碼子編碼同一個(gè)氨基酸的現(xiàn)象稱為簡(jiǎn)由一種以上密碼子編碼同一個(gè)氨基酸的現(xiàn)象稱為簡(jiǎn)并（并（degeneracy），對(duì)應(yīng)于同一氨基酸的密碼子稱為同），對(duì)應(yīng)于同一氨基酸的密碼子稱為同義密碼子（義密碼

15、子（synonymous codon）。）。 Met, Trp 一個(gè)密碼子。一個(gè)密碼子。 Phe, Tyr, His, Gln, Glu, Asn, Asp, Lys, Cys, 2個(gè)密碼子。個(gè)密碼子。 Ile, 3個(gè)密碼子。個(gè)密碼子。 Val，Pro, Thr, Ala, Gly 4個(gè)密碼子。個(gè)密碼子。 Leu, Arg, Ser 6個(gè)密碼子。個(gè)密碼子。（1）每個(gè)每個(gè)AA密碼子的數(shù)量。密碼子的數(shù)量。 （3）普遍性與特殊性普遍性與特殊性。遺傳密碼無(wú)論在體內(nèi)還是在體外，也無(wú)論對(duì)病毒、細(xì)菌、遺傳密碼無(wú)論在體內(nèi)還是在體外，也無(wú)論對(duì)病毒、細(xì)菌、動(dòng)物還是植物而言都是適用的，所以，遺傳密碼具有普遍動(dòng)物還是

16、植物而言都是適用的，所以，遺傳密碼具有普遍性。但在支原體、線粒體中也存在例外。性。但在支原體、線粒體中也存在例外。（4）無(wú)間隔，無(wú)標(biāo)點(diǎn)。無(wú)間隔，無(wú)標(biāo)點(diǎn)。（5）遺傳密碼的搖擺性）遺傳密碼的搖擺性 蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程中，蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程中，tRNA的反密碼子通過(guò)堿基的的反密碼子通過(guò)堿基的反向配對(duì)與反向配對(duì)與mRNA的密碼子相互作用。的密碼子相互作用。1966年，年，Crick根根據(jù)立體化學(xué)原理提出擺動(dòng)假說(shuō)（據(jù)立體化學(xué)原理提出擺動(dòng)假說(shuō)（wobble hypothesis），），解釋了反密碼子中某些稀有成分如解釋了反密碼子中某些稀有成分如I以及許多有以及許多有2個(gè)以上同個(gè)以上同源密碼子的配對(duì)問(wèn)題。源

17、密碼子的配對(duì)問(wèn)題。 根據(jù)擺動(dòng)假說(shuō)，在密碼子與反密碼子的配對(duì)中，前兩根據(jù)擺動(dòng)假說(shuō)，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，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)，因而使某些可以擺動(dòng)，因而使某些tRNA可以識(shí)別可以識(shí)別1個(gè)以上的密碼子。個(gè)以上的密碼子。Wobble hypothesis 任意一個(gè)密碼子的前兩位堿基都與任意一個(gè)密碼子的前兩位堿基都與tRNA anticodon中的相應(yīng)堿基形成中的相應(yīng)堿基形成Watson-Crick堿堿基配對(duì)?；鋵?duì)。 反密碼子第一位是反密碼子第一位是A或或C時(shí)，只能識(shí)別一個(gè)密時(shí)，只能識(shí)別一個(gè)密碼子。當(dāng)反密

18、碼子第一位是碼子。當(dāng)反密碼子第一位是U或或G時(shí)，能識(shí)別時(shí)，能識(shí)別兩個(gè)密碼子。當(dāng)兩個(gè)密碼子。當(dāng)Inosine（I）作為反密碼子第）作為反密碼子第一位時(shí)，能識(shí)別三個(gè)密碼子。一位時(shí)，能識(shí)別三個(gè)密碼子。 如果數(shù)個(gè)密碼子同時(shí)編碼一個(gè)氨基酸，凡是第如果數(shù)個(gè)密碼子同時(shí)編碼一個(gè)氨基酸，凡是第一、二位堿基不相同的密碼子都對(duì)應(yīng)于各自的一、二位堿基不相同的密碼子都對(duì)應(yīng)于各自的tRNA。三三tRNA tRNA在蛋白質(zhì)合成中處于關(guān)鍵地位，被稱為第二遺傳在蛋白質(zhì)合成中處于關(guān)鍵地位，被稱為第二遺傳密碼。它不但為將每個(gè)三聯(lián)子密碼翻譯成氨基酸提供了接密碼。它不但為將每個(gè)三聯(lián)子密碼翻譯成氨基酸提供了接合體，還為準(zhǔn)確無(wú)誤地將所需氨

19、基酸運(yùn)送到核糖體上提供合體，還為準(zhǔn)確無(wú)誤地將所需氨基酸運(yùn)送到核糖體上提供了載體。所有的了載體。所有的tRNA都能夠與核糖體的都能夠與核糖體的P位點(diǎn)和位點(diǎn)和A位點(diǎn)結(jié)位點(diǎn)結(jié)合，此時(shí)，合，此時(shí)，tRNA分子三葉草型頂端突起部位通過(guò)密碼子：分子三葉草型頂端突起部位通過(guò)密碼子：反密碼子的配對(duì)與反密碼子的配對(duì)與mRNA相結(jié)合，而其相結(jié)合，而其3末端恰好將所轉(zhuǎn)末端恰好將所轉(zhuǎn)運(yùn)的氨基酸送到正在延伸的多肽上。運(yùn)的氨基酸送到正在延伸的多肽上。 代表相同氨基酸的代表相同氨基酸的tRNA稱為同工稱為同工tRNA。在一個(gè)同工。在一個(gè)同工tRNA組內(nèi)，所有組內(nèi)，所有tRNA均專一于相同的氨基酰均專一于相同的氨基酰- tR

20、NA合成合成酶。酶。1、tRNA的三葉草型二級(jí)結(jié)構(gòu)的三葉草型二級(jí)結(jié)構(gòu) （1）受體臂）受體臂 主要由鏈兩端序列堿基配對(duì)形成的桿狀結(jié)主要由鏈兩端序列堿基配對(duì)形成的桿狀結(jié)構(gòu)和構(gòu)和3端末配對(duì)的端末配對(duì)的3-4個(gè)堿基所組成，其個(gè)堿基所組成，其3端的最后端的最后3個(gè)堿基個(gè)堿基序列永遠(yuǎn)是序列永遠(yuǎn)是CCA，最后一個(gè)堿基的，最后一個(gè)堿基的3或或2自由羥基（自由羥基（-OH）可以被氨?；??？梢员话滨；?。 （2）TC臂臂 是根據(jù)是根據(jù)3個(gè)核苷酸命名的，其中個(gè)核苷酸命名的，其中表示表示擬尿嘧啶，是擬尿嘧啶，是tRNA分子所擁有的不常見(jiàn)核苷酸。分子所擁有的不常見(jiàn)核苷酸。（3）反密碼子臂）反密碼子臂是根據(jù)位于套索中央的三

21、聯(lián)反密碼子命是根據(jù)位于套索中央的三聯(lián)反密碼子命名的。名的。（4）D臂臂 是根據(jù)它含有二氫尿嘧啶（是根據(jù)它含有二氫尿嘧啶（dihydrouracil）命名的。命名的。（5）多余臂）多余臂 最常見(jiàn)的最常見(jiàn)的tRNA分子有分子有76個(gè)堿基，相對(duì)分子質(zhì)量約為個(gè)堿基，相對(duì)分子質(zhì)量約為2.5104。不同的。不同的tRNA分子可有分子可有74-95個(gè)核苷酸不等，個(gè)核苷酸不等，tRNA分子長(zhǎng)度的不同主要是由其中的兩條手臂引起的。分子長(zhǎng)度的不同主要是由其中的兩條手臂引起的。 tRNA的的稀有堿基含量非常豐富稀有堿基含量非常豐富，約有，約有70余種。每個(gè)余種。每個(gè)tRNA分子至少含有分子至少含有2個(gè)稀有堿基，最多

22、有個(gè)稀有堿基，最多有19個(gè)，多數(shù)分布個(gè)，多數(shù)分布在非配對(duì)區(qū)，特別是在反密碼子在非配對(duì)區(qū)，特別是在反密碼子3端鄰近部位出現(xiàn)的頻率最端鄰近部位出現(xiàn)的頻率最高，且大多為嘌呤核苷酸。這對(duì)于維持反密碼子環(huán)的穩(wěn)定性高，且大多為嘌呤核苷酸。這對(duì)于維持反密碼子環(huán)的穩(wěn)定性及密碼子、反密碼子之間的配對(duì)是很重要的。及密碼子、反密碼子之間的配對(duì)是很重要的。2tRNA的的L形三級(jí)結(jié)構(gòu)形三級(jí)結(jié)構(gòu) 酵母和大腸桿菌酵母和大腸桿菌tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)都呈的三級(jí)結(jié)構(gòu)都呈L形折疊式。形折疊式。這種結(jié)構(gòu)是靠氫鍵來(lái)維持的，這種結(jié)構(gòu)是靠氫鍵來(lái)維持的，tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)與的三級(jí)結(jié)構(gòu)與AA- tRNA合成酶的識(shí)別有關(guān)。受體臂和合成酶的識(shí)別有關(guān)

23、。受體臂和T C臂的桿狀區(qū)域構(gòu)臂的桿狀區(qū)域構(gòu)成了第一個(gè)雙螺旋，成了第一個(gè)雙螺旋，D臂和反密碼子臂的桿狀區(qū)域形成了臂和反密碼子臂的桿狀區(qū)域形成了第二個(gè)雙螺旋。第二個(gè)雙螺旋。 tRNA的的L形高級(jí)結(jié)構(gòu)反映了其生物學(xué)功能，因?yàn)樗闲胃呒?jí)結(jié)構(gòu)反映了其生物學(xué)功能，因?yàn)樗纤\(yùn)載的氨基酸必須靠近位于核糖體大亞基上的多肽合成所運(yùn)載的氨基酸必須靠近位于核糖體大亞基上的多肽合成位點(diǎn)，而它的反密碼子必須與小亞基上的位點(diǎn)，而它的反密碼子必須與小亞基上的mRNA相配對(duì)，相配對(duì)，所以兩個(gè)不同的功能基團(tuán)最大限度分離。所以兩個(gè)不同的功能基團(tuán)最大限度分離。3tRNA的功能的功能 轉(zhuǎn)錄過(guò)程是信息從一種核酸分子（轉(zhuǎn)錄過(guò)程是信息從

24、一種核酸分子（DNA）轉(zhuǎn)移至另）轉(zhuǎn)移至另一種結(jié)構(gòu)上極為相似的核酸分子（一種結(jié)構(gòu)上極為相似的核酸分子（RNA）的過(guò)程，信息）的過(guò)程，信息轉(zhuǎn)移靠的是堿基配對(duì)。翻譯階段遺傳信息從轉(zhuǎn)移靠的是堿基配對(duì)。翻譯階段遺傳信息從mRNA分子轉(zhuǎn)分子轉(zhuǎn)移到結(jié)構(gòu)極不相同的蛋白質(zhì)分子，信息是以能被翻譯成單移到結(jié)構(gòu)極不相同的蛋白質(zhì)分子，信息是以能被翻譯成單個(gè)氨基酸的三聯(lián)子密碼形式存在的，在這里起作用的是解個(gè)氨基酸的三聯(lián)子密碼形式存在的，在這里起作用的是解碼機(jī)制。碼機(jī)制。4tRNA的種類的種類（1）起始）起始tRNA和延伸和延伸tRNA 能特異地識(shí)別能特異地識(shí)別mRNA模板上起始密碼子的模板上起始密碼子的tRNA叫起始叫起

25、始tRNA，其他，其他tRNA統(tǒng)稱為延伸統(tǒng)稱為延伸tRNA。原核生物起始。原核生物起始tRNA攜攜帶甲酰甲硫氨酸（帶甲酰甲硫氨酸（fMet），真核生物起始），真核生物起始tRNA攜帶甲硫氨攜帶甲硫氨酸（酸（Met）。）。（2）同工）同工tRNA 代表同一種氨基酸的代表同一種氨基酸的tRNA稱為同工稱為同工tRNA，同工，同工tRNA既既要有不同的反密碼子以識(shí)別該氨基酸的各種同義密碼，又要要有不同的反密碼子以識(shí)別該氨基酸的各種同義密碼，又要有某種結(jié)構(gòu)上的共同性，能被有某種結(jié)構(gòu)上的共同性，能被AA- tRNA合成酶識(shí)別。合成酶識(shí)別。（3）校正）校正tRNA 校正校正tRNA分為無(wú)義突變及錯(cuò)義突變校

26、正。分為無(wú)義突變及錯(cuò)義突變校正。 在蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因中，一個(gè)核苷酸的改變可能使代在蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因中，一個(gè)核苷酸的改變可能使代表某個(gè)氨基酸的密碼子變成終止密碼子（表某個(gè)氨基酸的密碼子變成終止密碼子（UAG、UGA、UAA），使蛋白質(zhì)合成提前終止，合成無(wú)功能的或無(wú)意），使蛋白質(zhì)合成提前終止，合成無(wú)功能的或無(wú)意義的多肽，這種突變就稱為義的多肽，這種突變就稱為無(wú)義突變無(wú)義突變。 錯(cuò)義突變：由于結(jié)構(gòu)基因中某個(gè)核苷酸的變化使一種氨錯(cuò)義突變：由于結(jié)構(gòu)基因中某個(gè)核苷酸的變化使一種氨基酸的密碼變成另一種氨基酸的密碼。基酸的密碼變成另一種氨基酸的密碼。四四AA- tRNA合成酶合成酶AA- tRNA合成酶是一類

27、催化氨基酸與合成酶是一類催化氨基酸與tRNA結(jié)合的特異結(jié)合的特異性酶，其反應(yīng)式如下：性酶，其反應(yīng)式如下： 它實(shí)際上包括兩步反應(yīng)：它實(shí)際上包括兩步反應(yīng)：第一步，是氨基酸活化生成酶第一步，是氨基酸活化生成酶-氨基酰腺苷酸復(fù)合物。氨基酰腺苷酸復(fù)合物。 AA + ATP + 酶（酶（E） E-AA-AMP + PPi第二步，是氨?；D(zhuǎn)移到第二步，是氨?；D(zhuǎn)移到tRNA 3末端腺苷殘基上，末端腺苷殘基上，與其與其2或或3-羥基結(jié)合。羥基結(jié)合。 E-AA-AMP + tRNA AA- tRNA + E + AMP 蛋白質(zhì)合成的真實(shí)性主要決定于蛋白質(zhì)合成的真實(shí)性主要決定于 AA- AA- tRNAtRNA合

28、成酶是否能使氨基酸與對(duì)應(yīng)的合成酶是否能使氨基酸與對(duì)應(yīng)的tRNAtRNA相結(jié)相結(jié)合。合。AA-tRNAAA-tRNA合成酶既要能識(shí)別合成酶既要能識(shí)別tRNAtRNA，又要能識(shí)，又要能識(shí)別氨基酸，它對(duì)兩者都具有高度的專一性。不別氨基酸，它對(duì)兩者都具有高度的專一性。不同的同的tRNAtRNA有不同堿基組成和空間結(jié)構(gòu)，容易被有不同堿基組成和空間結(jié)構(gòu)，容易被tRNAtRNA合成酶所識(shí)別，困難的是這些酶如何識(shí)別合成酶所識(shí)別，困難的是這些酶如何識(shí)別結(jié)構(gòu)上非常相似的氨基酸。結(jié)構(gòu)上非常相似的氨基酸。 五五. 核糖體核糖體 核糖體像一個(gè)能沿核糖體像一個(gè)能沿mRNA模板移動(dòng)的工廠，執(zhí)行著模板移動(dòng)的工廠，執(zhí)行著蛋白質(zhì)

29、合成的功能。它是由幾十種蛋白質(zhì)和幾種核糖體蛋白質(zhì)合成的功能。它是由幾十種蛋白質(zhì)和幾種核糖體RNA（ribosomal RNA，rRNA）組成的亞細(xì)胞顆粒。）組成的亞細(xì)胞顆粒。一個(gè)細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)約有一個(gè)細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)約有20000個(gè)核糖體，而真核細(xì)胞內(nèi)可個(gè)核糖體，而真核細(xì)胞內(nèi)可達(dá)達(dá)106個(gè)，在未成熟的蟾蜍卵細(xì)胞內(nèi)則高達(dá)個(gè)，在未成熟的蟾蜍卵細(xì)胞內(nèi)則高達(dá)1012。核糖體。核糖體和它的輔助因子為蛋白質(zhì)合成提供了必要條件。和它的輔助因子為蛋白質(zhì)合成提供了必要條件。 1.核糖體的組成核糖體的組成 原核生物核糖體由約原核生物核糖體由約2/3的的RNA及及1/3的蛋白質(zhì)組成。的蛋白質(zhì)組成。真核生物核糖體中真核生物核糖

30、體中RNA占占3/5，蛋白質(zhì)占，蛋白質(zhì)占2/5。核糖體是一。核糖體是一個(gè)致密的核糖核蛋白顆粒，可以解離為兩個(gè)亞基，每個(gè)亞個(gè)致密的核糖核蛋白顆粒，可以解離為兩個(gè)亞基，每個(gè)亞基都含有一個(gè)相對(duì)分子質(zhì)量較大的基都含有一個(gè)相對(duì)分子質(zhì)量較大的rRNA和許多不同的蛋和許多不同的蛋白質(zhì)分子。白質(zhì)分子。 大腸桿菌核糖體小亞基由大腸桿菌核糖體小亞基由21種蛋白質(zhì)組成，分別用種蛋白質(zhì)組成，分別用S1S21表示，大亞基由表示，大亞基由36種蛋白質(zhì)組成，分別用種蛋白質(zhì)組成，分別用L1L36表示。表示。 真核生物細(xì)胞核糖體大亞基含有真核生物細(xì)胞核糖體大亞基含有49種蛋白質(zhì)，小亞基種蛋白質(zhì)，小亞基有有33種蛋白質(zhì)。種蛋白質(zhì)

31、。 36原核生物原核生物真核生物真核生物核蛋核蛋白體白體小亞基小亞基大亞基大亞基核蛋核蛋白體白體小亞基小亞基大亞基大亞基S70S30S50S80S40S60SrRNA16S-rRNA5S-rRNA23S-rRNA18S-rRNA28S-rRNA5S-rRNA5.8S-rRNAProrpS 21種種rpL 36種種rpS 33種種rpL 49種種 不同細(xì)胞核蛋白體的組成不同細(xì)胞核蛋白體的組成 2、rRNA（1）5S rRNA 細(xì)菌細(xì)菌5S rRNA 含有含有120個(gè)或個(gè)或116個(gè)核苷酸。含有兩個(gè)高個(gè)核苷酸。含有兩個(gè)高度保守的區(qū)域：度保守的區(qū)域：其中一個(gè)含有保守序列其中一個(gè)含有保守序列CGAAC，

32、這是與，這是與tRNA分子分子TC環(huán)上的環(huán)上的GTCG序列相互作用的部位，是序列相互作用的部位，是5S rRNA與與tRNA相互識(shí)別的序列。相互識(shí)別的序列。另一個(gè)區(qū)域含有保守序列另一個(gè)區(qū)域含有保守序列GCGCCGAAUGGUAGU，與，與23S rRNA中的中的一段序列互補(bǔ)，這是一段序列互補(bǔ)，這是5S rRNA 與與50S核糖體大亞基相互作用的位點(diǎn)。核糖體大亞基相互作用的位點(diǎn)。（2） 16S rRNA 長(zhǎng)度：長(zhǎng)度：14751544個(gè)核苷酸，全部被壓縮在小亞基個(gè)核苷酸，全部被壓縮在小亞基中。中。其其3端端ACCUCCUUA保守序列與保守序列與mRNA5端翻譯起始區(qū)富含嘌呤的序端翻譯起始區(qū)富含嘌呤

33、的序列互補(bǔ)。列互補(bǔ)。在在16S rRNA 靠近靠近3端處還有一段端處還有一段與與23S rRNA互補(bǔ)的序列互補(bǔ)的序列，在，在30S和和50S亞基的結(jié)合中起作用。亞基的結(jié)合中起作用。（3）23S rRNA包括包括2904個(gè)核苷酸個(gè)核苷酸在大腸桿菌在大腸桿菌23S rRNA第第19842001核苷酸，存在一段能與核苷酸，存在一段能與tRNAMet序列互補(bǔ)的片段，表明序列互補(bǔ)的片段，表明23S rRNA可能與可能與tRNAMet結(jié)合有結(jié)合有關(guān)。關(guān)。在在23S rRNA靠近靠近5端有一段端有一段1212個(gè)核苷酸的序列與個(gè)核苷酸的序列與5S rRNA5S rRNA上第上第72728383位核苷酸互補(bǔ)。位

34、核苷酸互補(bǔ)。（4 4）5.8 5.8 S rRNA長(zhǎng)度長(zhǎng)度160個(gè)核苷酸個(gè)核苷酸含有與含有與5S rRNA的保守序列的保守序列CGAAC相同的序列。相同的序列。（5）18S rRNA酵母酵母18S rRNA由由1789個(gè)核苷酸組成，其個(gè)核苷酸組成，其3端與大腸桿菌端與大腸桿菌16S rRNA具有廣泛的同源性。具有廣泛的同源性。（6）28 S rRNA的長(zhǎng)度在的長(zhǎng)度在38904500bp，目前還不清楚其功能，目前還不清楚其功能。3. 核糖體上有核糖體上有3個(gè)核糖體結(jié)合位點(diǎn)個(gè)核糖體結(jié)合位點(diǎn)（1 1）A A位點(diǎn)位點(diǎn) 新到來(lái)的氨酰新到來(lái)的氨酰-tRNA-tRNA結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合位點(diǎn)（2 2）P P位點(diǎn)位點(diǎn)

35、 肽酰肽酰-tRNA-tRNA結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合位點(diǎn)（3 3）E E位點(diǎn)位點(diǎn) 延伸過(guò)程中的多肽鏈轉(zhuǎn)移到氨酰延伸過(guò)程中的多肽鏈轉(zhuǎn)移到氨酰- -tRNAtRNA上釋放上釋放tRNAtRNA的位點(diǎn)的位點(diǎn)4. 核糖體的功能核糖體的功能 核糖體包括至少核糖體包括至少5個(gè)活性中心，即個(gè)活性中心，即 mRNAmRNA結(jié)合部位結(jié)合部位、結(jié)合或接受結(jié)合或接受AA- tRNAAA- tRNA部位（部位（A A位）、位）、結(jié)合或接受肽基結(jié)合或接受肽基tRNAtRNA的部位（的部位（P P位）位） 、肽基轉(zhuǎn)移部位肽基轉(zhuǎn)移部位及及形成肽鍵的部位（轉(zhuǎn)形成肽鍵的部位（轉(zhuǎn)肽酶中心）肽酶中心），此外還有負(fù)責(zé)肽鏈延伸的各種延伸因子的此

36、外還有負(fù)責(zé)肽鏈延伸的各種延伸因子的結(jié)合位點(diǎn)。結(jié)合位點(diǎn)。 小亞基上擁有小亞基上擁有mRNA結(jié)合位點(diǎn)，負(fù)責(zé)對(duì)序列特異的結(jié)合位點(diǎn)，負(fù)責(zé)對(duì)序列特異的識(shí)別過(guò)程，如起始位點(diǎn)的識(shí)別和密碼子與反密碼子的相識(shí)別過(guò)程，如起始位點(diǎn)的識(shí)別和密碼子與反密碼子的相互作用?；プ饔?。 大亞基負(fù)責(zé)氨基酸及大亞基負(fù)責(zé)氨基酸及tRNA攜帶的功能，如肽鍵的形攜帶的功能，如肽鍵的形成、成、AA- tRNA、肽酰、肽酰- tRNA的結(jié)合等。的結(jié)合等。A位、位、P位、轉(zhuǎn)位、轉(zhuǎn)肽酶中心等主要在大亞基上。肽酶中心等主要在大亞基上。A位：氨酰位位：氨酰位(aminoacyl site)P位：肽酰位位：肽酰位(peptidyl site)E位：排

37、出位位：排出位(exit site) 核糖體可解離為亞基或結(jié)合成核糖體可解離為亞基或結(jié)合成70S/80S顆粒。顆粒。翻譯的起始階段需要游離的亞基，隨后才結(jié)合成翻譯的起始階段需要游離的亞基，隨后才結(jié)合成70S/80S顆粒，繼續(xù)翻譯進(jìn)程。顆粒，繼續(xù)翻譯進(jìn)程。 體外反應(yīng)體系中，核糖體的解離或結(jié)合取決體外反應(yīng)體系中，核糖體的解離或結(jié)合取決于于Mg 2+離子濃度。在大腸桿菌內(nèi)，離子濃度。在大腸桿菌內(nèi)，Mg 2+濃度在濃度在10-3mol/L以下時(shí)，以下時(shí)，70S解離為亞基，濃度達(dá)解離為亞基，濃度達(dá)10-2 mol/L時(shí)則形成穩(wěn)定的時(shí)則形成穩(wěn)定的70S顆粒。顆粒。 mRNA上核糖體的多少視上核糖體的多少視

38、mRNA的長(zhǎng)短而定，的長(zhǎng)短而定，一般一般40個(gè)核苷酸有一個(gè)核糖體。個(gè)核苷酸有一個(gè)核糖體。 六六. 信使核糖核酸信使核糖核酸 雖然雖然mRNAmRNA在所有細(xì)胞內(nèi)執(zhí)行著相同的功能，在所有細(xì)胞內(nèi)執(zhí)行著相同的功能，即通過(guò)三聯(lián)子密碼翻譯生成蛋白質(zhì)，其生物即通過(guò)三聯(lián)子密碼翻譯生成蛋白質(zhì)，其生物合成的具體過(guò)程和成熟合成的具體過(guò)程和成熟mRNAmRNA的結(jié)構(gòu)在原核和的結(jié)構(gòu)在原核和真核生物細(xì)胞內(nèi)是不同的。真核生物細(xì)胞內(nèi)是不同的。七、蛋白質(zhì)的生物合成七、蛋白質(zhì)的生物合成 核糖體是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所，核糖體是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所，mRNAmRNA是蛋白質(zhì)合成是蛋白質(zhì)合成的模板，的模板，tRNAtRNA是模板與氨基酸之間

39、的接合體。此外，是模板與氨基酸之間的接合體。此外，有有2020種以上的種以上的AA-tRNAAA-tRNA及合成酶、及合成酶、1010多種起始因子、多種起始因子、延伸因子及終止因子，延伸因子及終止因子，3030多種多種tRNAtRNA及各種及各種rRNArRNA、mRNAmRNA和和100100種以上翻譯后加工酶參與蛋白質(zhì)合成和加種以上翻譯后加工酶參與蛋白質(zhì)合成和加工過(guò)程。工過(guò)程。 蛋白質(zhì)合成消耗了細(xì)胞中蛋白質(zhì)合成消耗了細(xì)胞中90%90%左右用于生物合成左右用于生物合成反應(yīng)的能量。細(xì)菌細(xì)胞中的反應(yīng)的能量。細(xì)菌細(xì)胞中的2 2萬(wàn)個(gè)核糖體，萬(wàn)個(gè)核糖體，1010萬(wàn)個(gè)蛋萬(wàn)個(gè)蛋白質(zhì)因子和白質(zhì)因子和2020

40、萬(wàn)個(gè)萬(wàn)個(gè)tRNAs tRNAs 約占大腸桿菌干重的約占大腸桿菌干重的35%35%。 在大腸桿菌中合成一個(gè)在大腸桿菌中合成一個(gè)100100個(gè)氨基酸的多肽只需個(gè)氨基酸的多肽只需5 5分鐘。分鐘。1.蛋白質(zhì)生物合成的主要步驟：蛋白質(zhì)生物合成的主要步驟： 翻譯的起始核糖體與mRNA結(jié)合并與氨基酰-tRNA生成起始復(fù)合物。 肽鏈的延伸核糖體沿mRNA5端向3端移動(dòng)，導(dǎo)致從N端向C端的多肽合成。 肽鏈的終止以及肽鏈的釋放核糖體從mRNA上解離，準(zhǔn)備新一輪合成反應(yīng)。 2.與蛋白質(zhì)合成有關(guān)的因子與蛋白質(zhì)合成有關(guān)的因子 包括：起始因子Initiation factor（IF）、延伸因子Elongation fa

41、ctor（EF）和釋放因子（RF）。 3、蛋白質(zhì)合成的起始、蛋白質(zhì)合成的起始 蛋白質(zhì)合成的起始復(fù)合物: 30S 核糖體小亞基 模板mRNA fMet-tRNAfMet 起始因子 IF1-3 GTP 50S 核糖體大亞基 Mg2+原核生物翻譯的起始可分為三步: 1、30S 核糖體小亞基與起始因子IF 1和IF-3相結(jié)合，誘發(fā)模板mRNA與小亞基結(jié)合（通過(guò)SD序列）。 2、由30S小亞基、起始因子IF 1和IF-3及模板mRNA所組成的復(fù)合物立即與GTP-IF-2及fMet-tRNAfMet相結(jié)合。反密碼子與密碼子配對(duì)。 3、上述六組分復(fù)合物再與50S大亞基結(jié)合，水解GTP生成并釋放GDP和Pi，

42、釋放三個(gè)起始因子。真核生物翻譯的起始：（1 1）與原核生物的不同點(diǎn)：）與原核生物的不同點(diǎn)：核糖體較大核糖體較大有較多的有較多的起始因子起始因子參與參與其其mRNA5mRNA5端具有端具有m m7 7GpppNpGpppNp帽子結(jié)構(gòu)帽子結(jié)構(gòu)MetMettRNA MettRNA Met不甲基化不甲基化mRNA5mRNA5端的帽子和端的帽子和33端的端的polyApolyA尾巴都參與形成翻譯尾巴都參與形成翻譯起始復(fù)合物。起始復(fù)合物。（2 2）帽子結(jié)構(gòu)能）帽子結(jié)構(gòu)能促進(jìn)起始反應(yīng)促進(jìn)起始反應(yīng)。（3 3）40S40S亞基還能識(shí)別亞基還能識(shí)別mRNAmRNA上的起始密碼子上的起始密碼子AUGAUG。 “掃掃

43、描模型描模型”。掃描模型掃描模型eIF-4E：帽子結(jié)合蛋白表表27-9 27-9 真核細(xì)胞中參與翻譯起始的蛋白質(zhì)因子及其功能真核細(xì)胞中參與翻譯起始的蛋白質(zhì)因子及其功能真核因子功能eIF2促進(jìn)Met-tRNAMet與核糖體40S小亞基結(jié)合。 eIF2B eIF3 是最早與核糖體40S小亞基結(jié)合的促進(jìn)因子，蛋白質(zhì)合成反應(yīng)的正常進(jìn)行。 eIF4A具有RNA解旋酶活性，解除mRNA模板的次級(jí)結(jié)構(gòu)并使之與40S小亞基結(jié)合，形成eIF4F復(fù)合物。 eIF4B與mRNA模板相結(jié)合，協(xié)助核糖體掃描模板序列，定位AUG。 eIF4E與mRNA 5的帽子結(jié)構(gòu)相結(jié)合，形成eIF4F復(fù)合物。eIF4G與eIF4E和p

44、oly（A）結(jié)合蛋白（PAB）相結(jié)合，形成eIF4F復(fù)合物。 eIF5促使多個(gè)蛋白因子與40S小亞基解體，以此幫助大小亞基結(jié)合形成80核糖體，形成翻譯起始復(fù)合物。 eIF6促進(jìn)沒(méi)有蛋白質(zhì)合成活性的80S核糖體解離成40S和60S兩個(gè)亞基。 4、肽鏈的延伸、肽鏈的延伸 肽鏈延伸的基本要求是 ： 有完整的起始復(fù)合物， 有氨基酰-tRNA， 有延伸因子EF-Tu, EF-Ts和EF-G， 有GTP。 肽鏈延伸也可被分為三步： 第一步第一步，后續(xù)的后續(xù)的AA-tRNA與核糖體結(jié)合與核糖體結(jié)合。氨基酰。氨基酰-tRNA首先必須與首先必須與GTP-EF-Tu復(fù)合物相結(jié)合，形成氨基酰復(fù)合物相結(jié)合，形成氨基酰

45、-tRNA-GTP-EF-Tu復(fù)合物并與復(fù)合物并與70S中的中的A位點(diǎn)相結(jié)合。此時(shí)，位點(diǎn)相結(jié)合。此時(shí)，GTP水解并釋放水解并釋放GDP-EF-Tu復(fù)合物。復(fù)合物。 第二步第二步，肽鍵形成。肽鍵形成。 肽鍵形成之前，兩個(gè)氨基酸仍然分別肽鍵形成之前，兩個(gè)氨基酸仍然分別與各自的與各自的tRNA相結(jié)合，仍然分別位于相結(jié)合，仍然分別位于A位點(diǎn)和位點(diǎn)和P位點(diǎn)上。位點(diǎn)上。A位點(diǎn)上的氨基酸（第二個(gè)氨基酸）中的位點(diǎn)上的氨基酸（第二個(gè)氨基酸）中的-氨基作為親核基團(tuán)氨基作為親核基團(tuán)取代了取代了P位點(diǎn)上的位點(diǎn)上的tRNA，并與起始氨基酸中的，并與起始氨基酸中的COOH基團(tuán)形基團(tuán)形成肽鍵。本反應(yīng)由肽基轉(zhuǎn)移酶成肽鍵。本反

46、應(yīng)由肽基轉(zhuǎn)移酶peptidyl transferase 催化。催化。 第三步第三步，移位（移位（translocation）。 核糖體向核糖體向mRNA的的3方方向移動(dòng)一個(gè)密碼子，使得帶有兩個(gè)氨基酸（現(xiàn)已成為二肽）向移動(dòng)一個(gè)密碼子，使得帶有兩個(gè)氨基酸（現(xiàn)已成為二肽）的的tRNA從從A位進(jìn)入位進(jìn)入P位，并使第一個(gè)位，并使第一個(gè)tRNA從從P位進(jìn)入位進(jìn)入E位。位。此時(shí)模板上的第三個(gè)密碼子正好在此時(shí)模板上的第三個(gè)密碼子正好在A位上。核糖體的移位需位上。核糖體的移位需要要EF-G（translocase）和另一分子）和另一分子GTP水解提供能量。水解提供能量。 5、肽鏈的終止、肽鏈的終止 當(dāng)終止密碼子

47、進(jìn)入核糖體A位點(diǎn)時(shí)，在釋放因子RF1-3的作用下： （1）水解末端肽基tRNA；（2）釋放新生肽和tRNA；（3）使70S核糖體解離成30S和50S兩個(gè)亞基。 釋放因子有兩類，釋放因子有兩類，I I類類釋放因子識(shí)別終止密碼釋放因子識(shí)別終止密碼子，并能催化新合成的多肽鏈從子，并能催化新合成的多肽鏈從P P位點(diǎn)的位點(diǎn)的tRNAtRNA上水解上水解釋放出來(lái)；釋放出來(lái)；IIII類類釋放因子在多肽鏈釋放后刺激釋放因子在多肽鏈釋放后刺激I I類釋類釋放因子從核糖體中解離出來(lái)。放因子從核糖體中解離出來(lái)。 釋放因子在原核中有釋放因子在原核中有RF1-3RF1-3。RF1 RF1 識(shí)別識(shí)別 UAAUAA和和UA

48、G; RF2 UAG; RF2 識(shí)別識(shí)別 UAAUAA和和UGA; RF-3UGA; RF-3為為IIII類釋放因子，類釋放因子，與核糖體的解離有關(guān)。釋放因子行使功能時(shí)需要與核糖體的解離有關(guān)。釋放因子行使功能時(shí)需要GTPGTP。 真核生物中的真核生物中的I I類和類和IIII類釋放因子分別只有一種，類釋放因子分別只有一種，eRF1eRF1和和eRF3eRF3。I I類釋放因子類釋放因子eRF1eRF1能識(shí)別能識(shí)別3 3個(gè)終止子。個(gè)終止子。6、蛋白質(zhì)合成的抑制劑、蛋白質(zhì)合成的抑制劑 抗菌素對(duì)蛋白質(zhì)合成的作用可能是抗菌素對(duì)蛋白質(zhì)合成的作用可能是 阻止阻止mRNAmRNA與核糖體結(jié)合（氯霉素），與核

49、糖體結(jié)合（氯霉素）， 阻止阻止AA-tRNAAA-tRNA與核糖體結(jié)合（四環(huán)素類）與核糖體結(jié)合（四環(huán)素類） 干擾干擾AA-tRNAAA-tRNA與核糖體結(jié)合而產(chǎn)生錯(cuò)讀（鏈霉素、與核糖體結(jié)合而產(chǎn)生錯(cuò)讀（鏈霉素、新霉素、卡那霉素等），新霉素、卡那霉素等）， 作為競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑抑制蛋白質(zhì)合成作為競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑抑制蛋白質(zhì)合成。 鏈霉素鏈霉素是一種堿性三糖，可干擾是一種堿性三糖，可干擾fMet-tRNAfMet-tRNA與與核糖體的結(jié)合，從而阻止蛋白質(zhì)合成的正確起始，核糖體的結(jié)合，從而阻止蛋白質(zhì)合成的正確起始，也會(huì)導(dǎo)致也會(huì)導(dǎo)致mRNAmRNA的錯(cuò)讀。若以的錯(cuò)讀。若以polypoly（U U）作模板，則）作模

50、板，則除苯丙氨酸（除苯丙氨酸（UUUUUU）外，異亮氨酸（）外，異亮氨酸（AUUAUU）也會(huì)摻入。）也會(huì)摻入。對(duì)鏈霉素敏感位點(diǎn)在對(duì)鏈霉素敏感位點(diǎn)在30S30S亞基上。亞基上。 嘌呤霉素嘌呤霉素是是AA-tRNA的結(jié)構(gòu)類似物，不需要延的結(jié)構(gòu)類似物，不需要延伸因子就可以結(jié)合在核糖體的伸因子就可以結(jié)合在核糖體的A位上，抑制位上，抑制AA-tRNA的進(jìn)入。它所帶的氨基與的進(jìn)入。它所帶的氨基與AA- tRNA上的氨基上的氨基一樣，能與生長(zhǎng)中肽鏈上的羧基生成肽鍵，這個(gè)反一樣，能與生長(zhǎng)中肽鏈上的羧基生成肽鍵，這個(gè)反應(yīng)的產(chǎn)物是一條應(yīng)的產(chǎn)物是一條3羧基端掛了一嘌呤霉素，從核糖羧基端掛了一嘌呤霉素，從核糖體上接力

51、處理，從而提前釋放肽鏈抑制蛋白質(zhì)合成。體上接力處理，從而提前釋放肽鏈抑制蛋白質(zhì)合成。 青霉素、四環(huán)素和紅霉素青霉素、四環(huán)素和紅霉素只與原核細(xì)胞核糖體只與原核細(xì)胞核糖體發(fā)生作用，從而阻遏原核生物蛋白質(zhì)的合成，抑制發(fā)生作用，從而阻遏原核生物蛋白質(zhì)的合成，抑制細(xì)菌生長(zhǎng)。氯霉素和嘌呤霉素既能與原核細(xì)胞核糖細(xì)菌生長(zhǎng)。氯霉素和嘌呤霉素既能與原核細(xì)胞核糖體結(jié)合，又能與真核生物核糖體結(jié)合，妨礙細(xì)胞內(nèi)體結(jié)合，又能與真核生物核糖體結(jié)合，妨礙細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成，影響細(xì)胞生長(zhǎng)。因此，前蛋白質(zhì)合成，影響細(xì)胞生長(zhǎng)。因此，前3種抗生素種抗生素被廣泛用于人類醫(yī)學(xué)，后兩種則很少在醫(yī)學(xué)上使用。被廣泛用于人類醫(yī)學(xué)，后兩種則很少在醫(yī)學(xué)

52、上使用。 1 1蛋白質(zhì)生物合成的方向是蛋白質(zhì)生物合成的方向是( )。 從從CN端端 定點(diǎn)雙向進(jìn)行定點(diǎn)雙向進(jìn)行 從從N端、端、C端同時(shí)進(jìn)行端同時(shí)進(jìn)行 從從NC端端 2 2不能合成蛋白質(zhì)的細(xì)胞器是不能合成蛋白質(zhì)的細(xì)胞器是( )。 線粒體線粒體 葉綠體葉綠體 高爾基體高爾基體 核糖體核糖體3蛋白質(zhì)合成所需能量來(lái)自蛋白質(zhì)合成所需能量來(lái)自( )。 ATP GTP ATP、GTP GTP 4tRNA的作用是的作用是( )。 將一個(gè)氨基酸連接到另一個(gè)氨基酸上將一個(gè)氨基酸連接到另一個(gè)氨基酸上 把氨基酸帶到把氨基酸帶到mRNA位置上位置上 將將mRNA接到核糖體上接到核糖體上 增加氨基酸的有效濃度增加氨基酸的有

53、效濃度5在蛋白質(zhì)合成中，下列哪一步不需要消耗高能磷酸鍵在蛋白質(zhì)合成中，下列哪一步不需要消耗高能磷酸鍵( )。 肽基轉(zhuǎn)移酶形成肽鍵肽基轉(zhuǎn)移酶形成肽鍵 氨酰一氨酰一tRNA與核糖體的與核糖體的“A，位點(diǎn)結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合 核糖體沿核糖體沿mRNA移動(dòng)移動(dòng) fMettRNAf與與mRNA的起始密碼子結(jié)合以及與大、小亞基的結(jié)合的起始密碼子結(jié)合以及與大、小亞基的結(jié)合6蛋白質(zhì)生物合成具有下列哪些特征蛋白質(zhì)生物合成具有下列哪些特征( )。 氨基酸必須活化氨基酸必須活化 需要消耗能量需要消耗能量 每延長(zhǎng)一個(gè)氨基酸必須經(jīng)過(guò)進(jìn)位、轉(zhuǎn)每延長(zhǎng)一個(gè)氨基酸必須經(jīng)過(guò)進(jìn)位、轉(zhuǎn)肽、移位、稅落四個(gè)步驟肽、移位、稅落四個(gè)步驟 合成肽鏈由

54、合成肽鏈由C端向端向N端不斷延長(zhǎng)端不斷延長(zhǎng) 新生肽鏈需加工新生肽鏈需加工才能成為活性蛋白質(zhì)才能成為活性蛋白質(zhì)7.Shine-Dalgarno7.Shine-Dalgarno順序順序(SD-順序順序)是指是指: ( ) ( ) 在在 m R N A 分 子 的 起 始 碼 上 游分 子 的 起 始 碼 上 游 8 - 1 3 個(gè) 核 苷 酸 處 的 順 序個(gè) 核 苷 酸 處 的 順 序 在在 D N A 分 子 上 轉(zhuǎn) 錄 起 始 點(diǎn) 前分 子 上 轉(zhuǎn) 錄 起 始 點(diǎn) 前 8 - 1 3 個(gè) 核 苷 酸 處 的 順 序個(gè) 核 苷 酸 處 的 順 序16srRNA316srRNA3端富含嘧啶的互補(bǔ)

55、順序端富含嘧啶的互補(bǔ)順序 啟動(dòng)基因的順序特征啟動(dòng)基因的順序特征 以上都正確以上都正確 8. 在研究蛋白合成中在研究蛋白合成中,可利用嘌呤霉素可利用嘌呤霉素,這是因?yàn)樗@是因?yàn)樗? ( ) 使大小亞基解聚使大小亞基解聚 使肽鏈提前釋放使肽鏈提前釋放 抑制氨基酰抑制氨基酰-tRNA合成酶活性合成酶活性 防止多核糖體形成防止多核糖體形成 以上都正確以上都正確9關(guān)于DNA指導(dǎo)下的RNA合成的下列論述除了哪一項(xiàng)都是正確的( )。 只有存在DNA時(shí)，RNA聚合酶才能催化磷酸二酯鍵的形成。 在合成過(guò)程中，RNA聚合酶需要一個(gè)引物。 RNA鏈的延長(zhǎng)方向是5 3。 在多數(shù)情況下，只有一條DNA鏈作為模板。 10

56、 10催化真核生物催化真核生物mRNAmRNA生物合成的生物合成的RNARNA聚合酶聚合酶對(duì)對(duì)-鵝膏蕈堿鵝膏蕈堿( )( )。 不敏感不敏感 敏感敏感 高度敏感高度敏感 低度敏感低度敏感 11 11DNADNA復(fù)制中復(fù)制中RNARNA引物的主要作用是引物的主要作用是( )( )。 引導(dǎo)合成岡奇片段引導(dǎo)合成岡奇片段 作為合成岡奇片段的模板作為合成岡奇片段的模板 為為DNADNA合成原料合成原料dNTPdNTP提供附著點(diǎn)提供附著點(diǎn) 激活激活DNADNA聚合酶聚合酶 l2 l2有關(guān)轉(zhuǎn)錄的錯(cuò)誤描述是有關(guān)轉(zhuǎn)錄的錯(cuò)誤描述是( )( )。 只有在只有在DNADNA存在時(shí)，存在時(shí)，RNARNA聚合酶方可催化聚

57、合酶方可催化RNA RNA 需要需要NTPNTP做原料做原料 RNARNA鏈的延伸方向是鏈的延伸方向是3 5 3 5 RNARNA的堿基需要與的堿基需要與DNADNA互補(bǔ)互補(bǔ) 1313下列關(guān)于核不均一下列關(guān)于核不均一RNA(RNA(hnRNAhnRNA) )的論述哪些是正確的的論述哪些是正確的( )( )。 它們的壽命比大多數(shù)細(xì)胞液的它們的壽命比大多數(shù)細(xì)胞液的RNARNA為短為短 在在33端有一個(gè)多聚腺苷酸端有一個(gè)多聚腺苷酸( (polyApolyA) )長(zhǎng)尾，是由長(zhǎng)尾，是由DNADNA編碼的編碼的 它們存在于細(xì)胞核的核仁外周部分它們存在于細(xì)胞核的核仁外周部分 鏈內(nèi)核苷酸不發(fā)生甲基化反應(yīng)鏈內(nèi)核

58、苷酸不發(fā)生甲基化反應(yīng) 有大約四分之三成份將被切除棹，以形成有大約四分之三成份將被切除棹，以形成mRNAmRNA1414DNADNA復(fù)制的精確性遠(yuǎn)高于復(fù)制的精確性遠(yuǎn)高于RNARNA的合成，這是因?yàn)榈暮铣?，這是因?yàn)? )( )。 新合成的新合成的DNADNA鏈與模板鏈形成了雙螺旋結(jié)構(gòu)，而鏈與模板鏈形成了雙螺旋結(jié)構(gòu)，而RNARNA鏈不能鏈不能 DNADNA聚合酶有聚合酶有3 53 5外切酶活力，而外切酶活力，而RNARNA聚合酶無(wú)相應(yīng)活力聚合酶無(wú)相應(yīng)活力 脫氧核苷酸之間的氫鍵配對(duì)精確性高于脫氧核苷酸與核苷酸之間的配對(duì)脫氧核苷酸之間的氫鍵配對(duì)精確性高于脫氧核苷酸與核苷酸之間的配對(duì) DNADNA聚合酶有

59、聚合酶有5 35 3外切酶活力，外切酶活力，RNARNA聚合酶無(wú)此活性聚合酶無(wú)此活性15RNA與與DNA生物合成相同的是生物合成相同的是( )。需需RNA引物引物 以以3 5方向方向DNA為模板為模板 兩條模板鏈同時(shí)合成兩條模板鏈同時(shí)合成 新新鏈生成方向鏈生成方向53 形成形成3,5- 磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵16DNA的切除修復(fù)需要以下哪幾種酶參與的切除修復(fù)需要以下哪幾種酶參與( )光裂合酶光裂合酶 核酸內(nèi)切酶核酸內(nèi)切酶 DNA聚合酶聚合酶I DNA連接酶連接酶 RNA聚合酶聚合酶八、氨基酸及功能蛋白質(zhì)合成后的修飾八、氨基酸及功能蛋白質(zhì)合成后的修飾 1.1.蛋白質(zhì)剛剛被合成時(shí)，都以蛋白質(zhì)剛剛被合

60、成時(shí)，都以fMetfMet（原核）或（原核）或MetMet（真核）開(kāi)始，無(wú)論是原核生物還是真核生物，（真核）開(kāi)始，無(wú)論是原核生物還是真核生物，N N端的甲硫氨酸或者甲酰甲硫氨酸往往在多肽鏈合成端的甲硫氨酸或者甲酰甲硫氨酸往往在多肽鏈合成完畢之前就被切除。有些動(dòng)物病毒的完畢之前就被切除。有些動(dòng)物病毒的mRNAmRNA可以翻譯可以翻譯成很長(zhǎng)的多肽鏈，經(jīng)蛋白酶在特定位置水解后可得成很長(zhǎng)的多肽鏈，經(jīng)蛋白酶在特定位置水解后可得到幾個(gè)有功能的蛋白。到幾個(gè)有功能的蛋白。 2.2.切除信號(hào)肽。許多蛋白質(zhì)都帶有切除信號(hào)肽。許多蛋白質(zhì)都帶有15-3015-30個(gè)殘基的個(gè)殘基的signal peptidessign