生物醫(yī)學(xué)概論生化第四章基因信息的傳遞和表達(dá)

1、基因信息的傳遞和表達(dá)第 四 章The transfers and the expression of the gene information中心法則 (The Central Dogma)轉(zhuǎn) 錄翻 譯逆轉(zhuǎn)錄DNARNA蛋白質(zhì)復(fù) 制第一節(jié)DNA的生物合成（復(fù)制）DNA復(fù)制(DNA replication) 是指遺傳物質(zhì)的傳代，以親代DNA為模板，以四種dNTP為原料，在DNA聚合酶的催化下，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，合成子鏈DNA的過(guò)程。一、DNA的復(fù)制半保留復(fù)制(semi-conservative replication)雙向復(fù)制(bidirectional replication)半不連續(xù)復(fù)制

2、(semi-discontinuous replication) （一）DNA復(fù)制的基本特征 DNA生物合成時(shí)，親代DNA解開為兩股單鏈，各自作為模板(template)按堿基配對(duì)規(guī)律，合成與模板互補(bǔ)的子鏈。子代細(xì)胞的DNA，一股單鏈從親代完整地接受過(guò)來(lái)，另一股單鏈則完全重新合成。兩個(gè)子細(xì)胞的DNA都和親代DNA堿基序列一致。這種復(fù)制方式稱為半保留復(fù)制。半保留復(fù)制的概念:1. 半保留復(fù)制AGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCCCACTGGGGTGACCAGGTACTGTCCATGACTCCATGACAGGTACTGAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGAC

3、CAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACC+母鏈DNA復(fù)制過(guò)程中形成的復(fù)制叉子代DNA按半保留復(fù)制方式，子代DNA與親代DNA的堿基序列一致，即子代保留了親代的全部遺傳信息，體現(xiàn)了遺傳的保守性。半保留復(fù)制的意義:遺傳的保守性，是物種穩(wěn)定性的分子基礎(chǔ)，但不是絕對(duì)的。原核生物基因組是環(huán)狀DNA，只有一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)（origin）。復(fù)制從起點(diǎn)開始，向兩個(gè)方向進(jìn)行解鏈，進(jìn)行的是單點(diǎn)起始雙向復(fù)制。復(fù)制中的放射自顯影圖象2. 雙向復(fù)制3535解鏈方向35335前導(dǎo)鏈(leading strand)后隨鏈(lagging strand)3. 半不連續(xù)復(fù)制順著解鏈方向生成的子鏈，復(fù)制是連續(xù)進(jìn)

4、行的，這股鏈稱為前導(dǎo)鏈(leading strand) 。另一股鏈因?yàn)閺?fù)制的方向與解鏈方向相反，不能順著解鏈方向連續(xù)延長(zhǎng)，這股不連續(xù)復(fù)制的鏈稱為后隨鏈(lagging strand) 。復(fù)制中的不連續(xù)片段稱為岡崎片段(okazaki fragment)。 前導(dǎo)鏈連續(xù)復(fù)制而后隨鏈不連續(xù)復(fù)制，就是復(fù)制的半不連續(xù)性。 參與DNA復(fù)制的物質(zhì):底物(substrate): dATP, dGTP, dCTP, dTTP；模板(template): 解開成單鏈的DNA母鏈；引物(primer): 提供3-OH末端使dNTP可以依次聚合；聚合酶(polymerase): 依賴DNA的DNA聚合酶，簡(jiǎn)寫為 DN

5、A-pol；其他的酶和蛋白質(zhì)因子。（二）參與DNA復(fù)制的酶和蛋白質(zhì)因子DNA分子的堿基埋在雙螺旋內(nèi)部，只有把DNA解成單鏈，它才能起模板作用。 解鏈、解旋酶類解螺旋酶(helicase)利用ATP供能，作用于氫鍵，使DNA雙鏈解開成為兩條單鏈。單鏈DNA結(jié)合蛋白(single stranded DNA binding protein, SSB) 在復(fù)制中維持模板處于單鏈狀態(tài)并保護(hù)單鏈的完整。 復(fù)制起始點(diǎn)附近區(qū)域的DNA雙鏈解開成為兩條單鏈。SSB解螺旋酶解鏈方向108局部解鏈后復(fù)制過(guò)程正超螺旋的形成： DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶改變DNA超螺旋狀態(tài)、理順DNA鏈解鏈過(guò)程中正超螺旋的形成拓?fù)涿傅淖饔梅绞剑?/p>

6、2. 引物酶 ( primase ) 引物酶是一種特殊的RNA聚合酶，在模板的復(fù)制起始部位催化NTP的聚合, 形成短片段的RNA。這一小段RNA作為復(fù)制的引物（primer），提供3-OH末端，使DNA-pol能夠催化dNTP聚合。3. DNA聚合酶全稱：依賴DNA的DNA聚合酶 (DNA-dependent DNA polymerase，DDDP)簡(jiǎn)稱：DNA-pol聚合反應(yīng)的特點(diǎn):DNA 新鏈生成需引物和模板； 新鏈的延長(zhǎng)只可沿5 3方向進(jìn)行。原核生物的DNA聚合酶分為三型DNA-pol DNA-pol DNA-pol 對(duì)復(fù)制和修復(fù)中出現(xiàn)的空隙進(jìn)行填補(bǔ)。DNA-pol 功能：具有5 3方向

7、聚合酶活性。 對(duì)復(fù)制和修復(fù)中出現(xiàn)的空 隙進(jìn)行填補(bǔ)。具有3 5方向核酸外切酶活性切除錯(cuò)配核苷酸，起校讀功能。具有5 3方向核酸外切酶活性切除突變片段。DNA-pol （120kD）DNA-pol II基因發(fā)生突變，細(xì)菌依然能存活。DNA-pol 可能參與DNA損傷的應(yīng)急狀態(tài)修復(fù)（SOS修復(fù)）。功能：DNA-pol (250kD)是原核生物復(fù)制延長(zhǎng)中真正起催化作用的酶。pol Ipol IIpol III5 聚合酶活性+ 5外切酶活性+5 外切酶活性+-亞基數(shù)1?10（不對(duì)稱多聚體）分子數(shù)/細(xì)胞400?20功能修復(fù)合成切除引物填補(bǔ)空隙損傷修復(fù)復(fù)制E. coli中的DNA聚合酶4. DNA連接酶連接

8、DNA鏈3-OH末端和相鄰DNA鏈5-P末端，使二者生成磷酸二酯鍵，從而把兩段相鄰的DNA鏈連接成一條完整的鏈。 DNA連接酶(DNA ligase)作用方式：HO5335DNA連接酶ATPADP5353DNA連接酶的作用：DNA連接酶在復(fù)制中起最后接合缺口的作用。在DNA修復(fù)、重組及剪接中也起縫合缺口作用。也是基因工程的重要工具酶之一。功能：1. DNA復(fù)制的起始需要解決兩個(gè)問(wèn)題：1. DNA解開成單鏈，提供模板。2. 形成引發(fā)體，合成引物，提供3-OH末端。（三）原核生物DNA的復(fù)制E. coli復(fù)制起始點(diǎn) oriC GATTNTTTATTT GATCTNTTNTATT GATCTCTTA

9、TTAG 1 13 17 29 32 44 TGTGGATTA-TTATACACA-TTTGGATAA-TTATCCACA58 66 166 174 201 209 237 245 串聯(lián)重復(fù)序列 反向重復(fù)序列5353DNA的解鏈 Dna A Dna B、 Dna CDNA拓?fù)洚悩?gòu)酶引物酶3535引發(fā)體和引物含有解螺旋酶、DnaC蛋白、引物酶和DNA復(fù)制起始區(qū)域的復(fù)合結(jié)構(gòu)稱為引發(fā)體。2. 復(fù)制的延長(zhǎng)復(fù)制的延長(zhǎng)指在DNA-pol催化下，dNTP以dNMP的方式逐個(gè)加入引物或延長(zhǎng)中的子鏈上，其化學(xué)本質(zhì)是磷酸二酯鍵的不斷生成。 前導(dǎo)鏈的合成：前導(dǎo)鏈的子鏈沿著53方向可以連續(xù)地延長(zhǎng)。解螺旋酶后隨鏈的合成

10、解螺旋酶同一復(fù)制叉上前導(dǎo)鏈和后隨鏈由相同的DNA-pol催化延長(zhǎng) 原核生物基因是環(huán)狀DNA，雙向復(fù)制的復(fù)制片段在復(fù)制的終止點(diǎn)(ter)處匯合。 ori terE. coli3. 復(fù)制的終止555RNA酶OHP5DNA-pol dNTP55P 55DNA連接酶 后隨鏈上不連續(xù)性片段的連接：（四）真核生物DNA的復(fù)制真核生物每個(gè)染色體有多個(gè)起始點(diǎn)，可同時(shí)進(jìn)行雙向復(fù)制。兩個(gè)復(fù)制起點(diǎn)之間的DNA片段稱為一個(gè)復(fù)制子。真核生物是多復(fù)制子復(fù)制。1. 復(fù)制的起點(diǎn)染色體DNA呈線狀，復(fù)制在末端停止。染色體兩端DNA子鏈上最后復(fù)制的RNA引物，去除后留下空隙不能由DNA聚合酶填補(bǔ)。3. 末端復(fù)制和端粒533553

11、35+5333355端粒(telomere) 指真核生物染色體線性DNA分子末端的結(jié)構(gòu)。端粒中的端粒酶可延長(zhǎng)端粒，維持DNA復(fù)制的完整性。二、DNA的損傷和修復(fù)各種體內(nèi)外因素可導(dǎo)致的DNA分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，引起遺傳信息的改變，稱為DNA損傷（DNA damage），亦稱突變(mutation)。生物體內(nèi)存在DNA修復(fù)系統(tǒng)，可有效修復(fù)DNA損傷，保持遺傳的穩(wěn)定性。物理因素 紫外線(ultra violet, UV)、各種輻射化學(xué)因素 化學(xué)誘變劑，如羥胺、亞硝酸鹽、烷化 劑等生物因素 致癌病毒自發(fā)突變: 體內(nèi)因素導(dǎo)致的突變，如復(fù)制中自發(fā)產(chǎn)生的突變、堿基的自發(fā)突變、細(xì)胞正常代謝產(chǎn)物如自由基引起的 突

12、變等。誘發(fā)突變 體外因素誘發(fā)產(chǎn)生的突變。（一）DNA損傷的類型點(diǎn)突變 (point mutation)缺失 (deletion)插入 (insertion)重排 (rearrangement)框移(frame-shift) 1. 點(diǎn)突變又稱錯(cuò)配（mismatch），包括轉(zhuǎn)換和顛換兩種。發(fā)生在同型堿基之間，即嘌呤代替另一嘌呤，或嘧啶代替另一嘧啶。轉(zhuǎn)換發(fā)生在異型堿基之間，即嘌呤變嘧啶或嘧啶變嘌呤。顛換鐮形紅細(xì)胞貧血病人Hb (HbS) 亞基N-val his leu thr pro val glu C 肽鏈CAC GTG基因正常成人Hb (HbA)亞基N-val his leu thr pro g

13、lu glu C 肽鏈CTC GAG基因谷 酪 蛋 絲5 G C A G U A C A U G U C 丙 纈 組 纈正常5 G A G U A C A U G U C 缺失C2. 缺失或插入突變?nèi)笔Щ虿迦攵伎蓪?dǎo)致三聯(lián)體密碼的閱讀方式改變，造成蛋白質(zhì)氨基酸排列順序發(fā)生改變，稱為框移突變或移碼突變。3. 重排DNA分子內(nèi)較大片段的交換或移位，稱為重排。 （二）DNA損傷的修復(fù)直接修復(fù)(direct repair)切除修復(fù)(excision repair)重組修復(fù)(recombination repair)SOS修復(fù) 修復(fù)的主要類型1. 直接修復(fù)光修復(fù)酶(photolyase) UVUvrAUv

14、rBUvrCOHPDNA聚合酶OHP2. 切除修復(fù)是細(xì)胞內(nèi)最重要和有效的修復(fù)機(jī)制，原核生物中主要由切除修復(fù)特異的內(nèi)切酶，以及DNA-pol和連接酶完成。DNA連接酶ATPE. coli的切除修復(fù)機(jī)制人體切除修復(fù)系統(tǒng) 其缺失會(huì)導(dǎo)致著色性干皮?。▁eroderma pigmentosis, XP） 患者極易患皮膚癌這是DNA的復(fù)制過(guò)程中所采用的一種修復(fù)方式。 修復(fù)時(shí)，利用重組蛋白將另一股健康親鏈與損傷缺口相互交換。 3. 重組修復(fù)RecA的分子結(jié)構(gòu)重組修復(fù)4. SOS修復(fù)當(dāng)DNA損傷廣泛難以繼續(xù)復(fù)制時(shí)，由此而誘發(fā)出一系列復(fù)雜的反應(yīng)。這種修復(fù)特異性低，對(duì)堿基的識(shí)別、選擇能力差。通過(guò)SOS修復(fù)，復(fù)制如

15、能繼續(xù)，細(xì)胞是可存活的。然而DNA保留的錯(cuò)誤較多，導(dǎo)致較廣泛、長(zhǎng)期的突變。是一種“傾向錯(cuò)誤的修復(fù)”。第二節(jié)RNA的生物合成（轉(zhuǎn)錄）轉(zhuǎn)錄 (transcription) 是生物體以DNA為模板，以四種核糖核苷三磷酸（ATP、GTP、CTP、UTP，總稱NTP）為原料，合成RNA的過(guò)程 。 轉(zhuǎn)錄RNADNA 復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的相似之處:都是酶促的核苷酸聚合過(guò)程。都以DNA為模板。都需要依賴DNA的聚合酶。聚合過(guò)程都是核苷酸之間形成磷酸二酯鍵。合成方向都是沿53方向延伸核苷酸鏈。都遵從堿基互補(bǔ)規(guī)律。復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別參與轉(zhuǎn)錄的物質(zhì)：原料: NTP (ATP, UTP, GTP, CTP) 模板: DNA酶

16、: RNA聚合酶(RNA polymerase, RNA-pol)其他蛋白質(zhì)因子及Mg2+和Mn2+等合成方向53，核苷酸間的連接方式為 3，5-磷酸二酯鍵。 一、轉(zhuǎn)錄的模板和酶（一）轉(zhuǎn)錄的模板DNA分子上轉(zhuǎn)錄出RNA的區(qū)段，稱為結(jié)構(gòu)基因(structural gene)。 DNA雙鏈中按堿基配對(duì)規(guī)律能指引轉(zhuǎn)錄生成RNA的一股單鏈，稱為模板鏈(template strand)，也稱作有義鏈或Watson鏈。相對(duì)的另一股單鏈?zhǔn)蔷幋a鏈(coding strand)，也稱為反義鏈或Crick鏈。 5GCAGTACATGTC 35GCAGUACAUGUC 3NAla Val His Val C編碼鏈模

17、板鏈mRNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯3CGTCATGTACAG 5不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄(asymmetric transcription) 在DNA分子雙鏈上的一個(gè)基因片段內(nèi)只有一條鏈可以轉(zhuǎn)錄 ；并非所有基因的模板鏈都在同一條單鏈上。5335模板鏈編碼鏈編碼鏈模板鏈結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄（二） RNA聚合酶RNA聚合酶能從頭啟動(dòng)RNA鏈的合成DNA依賴的RNA聚合酶催化合成RNA；RNA合成的化學(xué)機(jī)制與DNA依賴的DNA聚合酶催化DNA合成相似。 ( NMP )n + NTP ( NMP ) n+1 + PPiRNA延長(zhǎng)的RNADNA聚合酶在啟動(dòng)DNA鏈延長(zhǎng)時(shí)需要引物存在，而RNA聚合酶不需要引物就能

18、直接啟動(dòng)RNA鏈的延長(zhǎng)。RNA聚合酶和DNA的特殊序列啟動(dòng)子(promoter)結(jié)合后，就能啟動(dòng)RNA合成。 轉(zhuǎn)錄過(guò)程可分為轉(zhuǎn)錄起始、轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)和轉(zhuǎn)錄終止三個(gè)階段。 二、轉(zhuǎn)錄過(guò)程RNA聚合酶必須準(zhǔn)確地結(jié)合在轉(zhuǎn)錄模板的起始區(qū)域。DNA雙鏈解開，使其中的一條鏈作為轉(zhuǎn)錄的模板。（一）原核生物的轉(zhuǎn)錄過(guò)程轉(zhuǎn)錄起始需解決兩個(gè)問(wèn)題：1. 轉(zhuǎn)錄起始E. coli的轉(zhuǎn)錄起始和延長(zhǎng) 轉(zhuǎn)錄空泡(transcription bubble)：RNA-pol （核心酶） DNA RNA2 . 轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)依賴因子的轉(zhuǎn)錄終止非依賴因子的轉(zhuǎn)錄終止3. 轉(zhuǎn)錄終止轉(zhuǎn)錄終止指RNA聚合酶在DNA模板上停頓下來(lái)不再前進(jìn)，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA鏈從

19、轉(zhuǎn)錄復(fù)合物上脫落下來(lái)。 依據(jù)是否需要蛋白質(zhì)因子的參與，原核生物轉(zhuǎn)錄終止分為： 真核生物的轉(zhuǎn)錄過(guò)程比原核復(fù)雜。二者的轉(zhuǎn)錄起始過(guò)程有較大區(qū)別，轉(zhuǎn)錄終止也不相同。 （一）真核生物的轉(zhuǎn)錄過(guò)程不同物種、不同細(xì)胞或不同的基因，轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游都有不同的特異DNA序列，包括啟動(dòng)子、增強(qiáng)子等，統(tǒng)稱為順式作用元件(cis-acting element)。 轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)TATA盒CAAT盒GC盒增強(qiáng)子順式作用元件(cis-acting element)AATAAA切離加尾轉(zhuǎn)錄終止點(diǎn)修飾點(diǎn)外顯子翻譯起始點(diǎn)內(nèi)含子 OCT-1 OCT-1：ATTTGCAT八聚體轉(zhuǎn)錄起始時(shí)，真核生物的RNA pol不直接識(shí)別和結(jié)合模板的起始

20、區(qū)，而是依靠轉(zhuǎn)錄因子識(shí)別并結(jié)合起始序列。 能直接、間接辨認(rèn)和結(jié)合轉(zhuǎn)錄上游區(qū)段DNA的蛋白質(zhì)，統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)錄因子(transscriptional factors, TF)或反式作用因子(trans-acting factors)。 真核生物轉(zhuǎn)錄生成的RNA分子是初級(jí)RNA轉(zhuǎn)錄物(primary RNA transcript)，幾乎所有的初級(jí)RNA轉(zhuǎn)錄物都要經(jīng)過(guò)加工，才能成為具有功能的成熟的RNA。加工主要在細(xì)胞核中進(jìn)行。三、RNA的轉(zhuǎn)錄后加工幾種主要的修飾方式：1. 剪接(splicing)2. 剪切(cleavage)3. 修飾(modification)4. 添加(addition)5. RN

21、A編輯(RNA editing)（一）真核mRNA的加工 真核生物mRNA轉(zhuǎn)錄后，需要進(jìn)行5-端和3-端（首、尾部）的修飾以及對(duì)hnRNA進(jìn)行剪接（splicing），才能成為成熟的mRNA，被轉(zhuǎn)運(yùn)到核糖體，指導(dǎo)蛋白質(zhì)翻譯。 1. mRNA在5-末端加入帽子結(jié)構(gòu)大多數(shù)真核mRNA的5-末端有7-甲基鳥嘌呤的帽結(jié)構(gòu)。這個(gè)真核mRNA加工過(guò)程的起始步驟由兩種酶，加帽酶(capping enzyme)和甲基轉(zhuǎn)移酶(methyltransferase)催化完成。 帽結(jié)構(gòu)帽結(jié)構(gòu)的意義：可以使mRNA免遭核酸酶的攻擊；也能與帽結(jié)合蛋白質(zhì)復(fù)合體(cap-binding complex of protein)

22、結(jié)合，并參與mRNA和核糖體的結(jié)合，啟動(dòng)蛋白質(zhì)的生物合成。 2. mRNA在3-末端加上多聚腺苷酸尾 5-AAUAAA-5 -AAUAAA-核酸酶-GUGUGUGRNA-polAATAAA GTGTGTG轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)55333加尾AAAAAAA 3 mRNApoly A的有無(wú)與長(zhǎng)短，是維持mRNA作為翻譯模板的活性，以及增加mRNA本身穩(wěn)定性的因素。一般真核生物在胞漿內(nèi)出現(xiàn)的mRNA，其poly A長(zhǎng)度為100至200個(gè)核苷酸之間，也有少數(shù)例外。3. mRNA的剪接外顯子：在斷裂基因及其初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上出現(xiàn)，并表達(dá)為成熟RNA的核酸序列。內(nèi)含子：在斷裂基因及其初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上出現(xiàn)，而在剪接過(guò)程

23、中被除去的核酸序列。 真核生物結(jié)構(gòu)基因，由若干個(gè)編碼區(qū)和非編碼區(qū)互相間隔開但又連續(xù)鑲嵌而成，去除非編碼區(qū)再連接后，可翻譯出由連續(xù)氨基酸組成的完整蛋白質(zhì)，這些基因稱為斷裂基因。 斷裂基因(splite gene)CABD編碼區(qū) A、B、C、D非編碼區(qū)mRNA的剪接 除去hnRNA中的內(nèi)含子，將外顯子連接。snRNA (small nuclear RNA)核內(nèi)的蛋白質(zhì)snRNP（組成剪接體, splicesome）snRNA雞卵清蛋白成熟mRNA與DNA雜交電鏡圖DNAmRNA雞卵清蛋白基因hnRNA首、尾修飾hnRNA剪接成熟的mRNA雞卵清蛋白基因及其轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后修飾（二）tRNA的轉(zhuǎn)錄后加工

24、tRNA前體RNA pol TGGCNNAGTGCGGTTCGANNCCDNARNAaseP、內(nèi)切酶tRNA核苷酸轉(zhuǎn)移酶、連接酶ATPADP堿基修飾（2）還原反應(yīng) 如：U DHU （3）核苷內(nèi)的轉(zhuǎn)位反應(yīng) 如：U （4）脫氨反應(yīng) 如：A I 如：A Am（1）甲基化（1）（1）（3）（2）（4）（三）rRNA的轉(zhuǎn)錄后加工轉(zhuǎn)錄45S - rRNA剪切18S - rRNA5.8S和28S-rRNArDNA內(nèi)含子內(nèi)含子28S5.8S18S第三節(jié)蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）蛋白質(zhì)的生物合成，即翻譯，就是將mRNA中由 4 種核苷酸序列編碼的遺傳信息，解讀為蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)中20種氨基酸的排列順序 的過(guò)程。20

25、種氨基酸(AA)作為原料酶及眾多蛋白因子，如IF、eIF ATP、GTP、無(wú)機(jī)離子一、蛋白質(zhì)生物合成體系 三種RNAmRNA（messenger RNA, 信使RNA）rRNA（ribosomal RNA, 核糖體RNA）tRNA（transfer RNA, 轉(zhuǎn)移RNA）（一）合成原料蛋白質(zhì)的合成原料是20種編碼氨基酸有些蛋白質(zhì)分子中含有的羥脯氨酸、羥賴氨酸等修飾氨基酸是翻譯后加工修飾的結(jié)果。 mRNA是遺傳信息的攜帶者3個(gè)連續(xù)的堿基，每個(gè)有4種(A, U, G, C)選擇，則可組成4*4*4 = 64種密碼蛋白質(zhì)合成原料為20種氨基酸，加上起始和終止信號(hào)，3個(gè)連續(xù)堿基完全可以代表前述信息。

26、（二）合成模板遺傳密碼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)氨基酸或蛋白質(zhì)合成的起始、終止信號(hào)，稱為三聯(lián)體密碼(triplet coden)。起始密碼(initiation coden): AUG 終止密碼(termination coden): UAA，UAG，UGA AUG第一次出現(xiàn)于mRNA靠近5端時(shí)，它不僅編碼Met，還作為翻譯起始信號(hào)。當(dāng)AUG位于mRNA中部時(shí)，僅編碼Met。UAA、UAG、UGA這3組為終止密碼，提供翻譯終止信號(hào)，不編碼任何氨基酸。遺傳密碼表目 錄遺傳密碼的特點(diǎn)1. 方向性(directional)翻譯時(shí)遺傳密碼的閱讀方向是

27、53，即讀碼從mRNA的起始密碼子AUG開始，按53的方向逐一閱讀，直至終止密碼子。 NC肽鏈延伸方向53讀碼方向2. 連續(xù)性(non-punctuated)編碼蛋白質(zhì)氨基酸序列的各個(gè)三聯(lián)體密碼連續(xù)閱讀，密碼子及密碼子的各堿基之間既無(wú)間隔也無(wú)交叉。 5.A U G G C A G U A C A U U A A 3AlaValHisMet終止密碼基因損傷引起mRNA閱讀框架內(nèi)的堿基發(fā)生插入或缺失，可能導(dǎo)致框移突變(frameshift mutation)。 3. 簡(jiǎn)并性(degeneracy)遺傳密碼中，除色氨酸和甲硫氨酸僅有一個(gè)密碼子外，其余氨基酸有2、3、4個(gè)或多至6個(gè)三聯(lián)體為其編碼。目

28、錄目 錄4. 通用性(universal)蛋白質(zhì)生物合成的整套密碼，從原核生物到人類都通用。 已發(fā)現(xiàn)少數(shù)例外，如動(dòng)物細(xì)胞的線粒體、植物細(xì)胞的葉綠體。密碼的通用性進(jìn)一步證明各種生物進(jìn)化自同一祖先。 5. 擺動(dòng)性(wobble)轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的tRNA的反密碼需要通過(guò)堿基互補(bǔ)與mRNA上的遺傳密碼反向配對(duì)結(jié)合，但反密碼與密碼間不嚴(yán)格遵守常見的堿基配對(duì)規(guī)律，稱為擺動(dòng)配對(duì)。 U擺動(dòng)配對(duì)目 錄U反密碼環(huán)氨基酸臂（三）運(yùn)載工具tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖目 錄（四）合成場(chǎng)所核糖體的組成目 錄核糖體核糖體原核生物翻譯過(guò)程中核糖體結(jié)構(gòu)模式:A位(受位)：氨基酰位(aminoacyl site)P位(給位)：肽酰位(p

29、eptidyl site)E位：排出位(exit site)目 錄（五）蛋白質(zhì)生物合成所需酶、蛋白質(zhì)因子等1. 重要的酶類3. 能源物質(zhì)及離子2. 蛋白質(zhì)因子氨基酰-tRNA合成酶；轉(zhuǎn)肽酶；轉(zhuǎn)位酶起始因子，延長(zhǎng)因子，釋放因子ATP，GTP氨基酸 + tRNA氨基酰- tRNAATP AMPPPi氨基酰-tRNA合成酶二、 氨基酸的活化氨基酰-tRNA合成酶對(duì)底物氨基酸和tRNA都有高度特異性。氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性(proofreading activity) 。氨基酰-tRNA的表示方法：Ala-tRNAAla Ser-tRNASerMet-tRNAMet 真核生物： Met-tRNAiMet原核生物： fMet-tRNAfMet起始肽鏈合成的氨基酰-tRNA翻譯的起始(initiation)翻譯的延長(zhǎng)(elongation)翻譯的終止(termination )也稱為廣義的核糖體循環(huán)。整個(gè)翻譯過(guò)程可分為 ：翻譯過(guò)程從閱讀框架的5-AUG開始，按mRNA模板三聯(lián)體密碼的順序延長(zhǎng)肽鏈，直至終止密碼出現(xiàn)。 三、 肽鏈的生物合成過(guò)程核糖體大小亞基分離；mRNA在小亞基定位結(jié)合；起始氨基酰-tRNA的結(jié)合； 核糖體大亞基結(jié)合。1. 起始（一）原核生物的肽鏈合