4生物信息的傳遞(下)

1、生物信息的傳遞(下)從mRNA到蛋白質(zhì)蛋白翻譯通論一.合成過程1. 翻譯的起始-2. 肽鏈的延伸-3. 肽鏈的終止及釋放二. 蛋白質(zhì)生物合成體系 1、mRNA; 2、核糖體; 3、氨基酸; 4、 tRNA; 5、氨基酰-tRNA 合成酶; 6.起始因子、延長因子和終止因子三.氨基酸的活化與搬運(yùn) AA-tRNA四. 蛋白質(zhì)前體的加工, 折疊五. 蛋白的定向轉(zhuǎn)運(yùn)六. 蛋白的降解密碼子的特點(diǎn)遺傳密碼：三聯(lián)體密碼遺傳密碼的特點(diǎn)：連續(xù)性有起始密碼(AUG, (原核中也用GUG)和終止密碼(UAA,UAG,UGA)簡并性擺動性通用性偏好性三聯(lián)體密碼（triplet code)mRNA5AUCGACCUGA

2、GC3420()42=1620()43=6420()mRNA5AUCGACCUGAGC3mRNA5AUCGACCUGAGC3mRNA5UUUUUUUUUUUU3多肽NPhe-Phe-Phe-PheC tRNA反密碼子堿基IUG mRNA密碼子堿基A,C,UA,GC ,U密碼子與反密碼子配對的擺動現(xiàn)象密碼子的第三位 / 反密碼子的第一位;G = U;G X I;I 只出現(xiàn)在反密碼子上;書寫規(guī)則 53密碼子: GCA, AUG, CGU反密碼子: GCA, AUG, CGU , I AC核糖體 原核 真核小亞基 30s 40s大亞基 50s 60s-合計: 70s 80stRNA：接合器一種tRN

3、A只能與一種氨基酸結(jié)合，一種氨基酸可與幾種tRNA結(jié)合。(tRNA數(shù)目20)結(jié)合位點(diǎn)為：3端CCA-OH。Ala-tRNAala;起始tRNA fmet-tRNAfmet： (原核生物） Met-tRNAimet 起始tRNA (真核生物） met-tRNAemet;攜帶延長中的肽鏈上的蛋氨酸(真核生物）tRNA的二級結(jié)構(gòu) 和三級結(jié)構(gòu)三葉草型倒 L 型氨基酰-tRNA合成酶既能識別特定的氨基酸，又能識別轉(zhuǎn)運(yùn)該氨基酸的tRNA。氨酰tRNA合成酶的專一性很高，共有20種，每一種只用于單一種氨基酸與相應(yīng)tRNA的結(jié)合 (氨基酸專一, tRNA有多個).氨基酸+ATP+tRNA 氨基酰-tRNA +

4、AMP +PPi氨基酰-tRNA合成酶可發(fā)揮較對功能，使誤載的氨基酰-tRNA從tRNA上釋下，保證遺傳信息翻譯的準(zhǔn)確性。1. tRNA裝載 在氨酰tRNA合成酶（aminoacyl-tRNA synthetase）的作用下，使氨基酸連接到tRNA 3端的腺苷酸上，形成氨酰tRNA (fmet-tRNA)2. 核糖體解離翻譯起始復(fù)合物首先是在核糖體小亞基上組裝起來每一次翻譯后，核糖體的大小亞基必須解離，以讓新的翻譯起始復(fù)合物形成核糖體解離需要起始因子（initiation factors，IF）的協(xié)助原核生物的蛋白翻譯3. mRNA與小亞基結(jié)合: AUG上游813個堿基處存在SD序列能與小亞基

5、中16S rRNA 3端序列互補(bǔ)。4、fmet-tRNA的結(jié)合： fMet-tRNA進(jìn)入小亞基的P位, 反密碼子與mRNA起始密碼子配對; 5、大亞基結(jié)合6. 延伸Step 1：進(jìn)位 (注冊) (1) 一個新的氨酰tRNA結(jié)合到核糖體的A位 (2) 校對（proofreading）:如錯誤的氨酰 tRNA進(jìn)入了A位 （反密碼子與密碼子不能很好配對），可進(jìn)行校正. Step 2：轉(zhuǎn)肽 大亞基的23S rRNA, 肽基轉(zhuǎn)移酶, 形成肽鍵Step 3：移位mRNA與肽基tRNA（peptidyl-tRNA）移動1個密碼子的距離，使肽基tRNA進(jìn)入P位，而原在P位的tRNA離開核糖體7. 終止(1)

6、翻譯到達(dá)終止密碼子后，釋放因子及GTP結(jié)合到核糖體的相應(yīng)位點(diǎn)，促使肽鏈與tRNA的連結(jié)斷開(2) 接著釋放因子和tRNA從核糖體解離(3) 最后，核糖體與mRNA解離，核糖體大小亞基解離多聚核糖體（polyribosome)在一條mRNA鏈上常結(jié)合有多個核糖體，呈串珠狀排列，同時進(jìn)行多肽鏈的合成。每個獨(dú)立的核糖體都能合成一條完整的多肽鏈，因此從同一模板上同時能合成多條多肽鏈?？商岣適RNA的利用率和蛋白質(zhì)生物合成的速度。IF-2、EF-Tu、EF-G、RF3等因子都需要與GTP結(jié)合，并通過GTP水解而發(fā)揮作用它們是G蛋白（G proteins），具有內(nèi)在的GTPase活性GTPase與翻譯Ge

7、neralized G protein cycle 腺苷酸交換蛋白GTAase激活蛋白真核生物蛋白質(zhì)合成的特點(diǎn)起始階段（1）在核內(nèi)合成mRNA前體，加工并與多種蛋白質(zhì)結(jié)合成核蛋白顆粒，轉(zhuǎn)入胞漿。起始時其二級結(jié)構(gòu)需要松解，并放出多余的蛋白質(zhì)。（2）Met-tRNAiMet（3） 起始復(fù)合物：40S-mRNA-Met-tRNAiMet（4）沒有SD序列。5cap 和3 ployA參與形成翻譯起始復(fù)合物.起始密碼子的尋找-掃描模型掃描（scanning）找到起始密碼子后，再加上核糖體大亞基，就可開始翻譯第一個AUG不一定是起始密碼與在其周圍，往往有共同序列Kozak 序列CCRCCAUGG (R,嘌

8、呤=G/A)還與高級結(jié)構(gòu)有關(guān)（1）N末端的甲酰甲硫氨酸（原核）或甲硫氨酸（真核）的切除; （2）二硫鍵的形成（3）修飾：磷酸化、糖基化、甲基化、乙基化、羥基化等（4）多聚蛋白前體的切割, 切除新生肽鏈中非功能片段, 信號肽的處理.（5）蛋白質(zhì)剪接：除去蛋白質(zhì)內(nèi)含子（intein） (6) 新生肽鏈的折疊 (7) 亞單位聚合肽鏈的翻譯后加工新生肽鏈的折疊折疊酶(foldase)或分子伴侶(molecular chaperone)分子伴侶:是一個結(jié)構(gòu)上互不相同的蛋白質(zhì)家族,可識別肽鏈的非天然構(gòu)象,促進(jìn)蛋白質(zhì)正確折疊。如熱休克蛋白（heat shock protein,HSP)70與60。蛋白的定向轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制1.信號肽假說(1)分泌蛋白 翻譯-轉(zhuǎn)運(yùn)同步機(jī)制(2)細(xì)胞器(葉綠體, 線粒體等) 翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制(3)膜蛋白(ER等) 兩者兼有(4)核定位 翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制2. 信號肽, 導(dǎo)肽, 核定位信號的特點(diǎn)蛋白質(zhì)的降解細(xì)菌: Lon蛋白酶真核: 泛素