分子生物學(xué)-蛋白質(zhì)合成課件

Chapter9ProteinsynthesisCodingregion編碼區(qū)

isapartofthegenethatrepresentsaproteinsequence.

Coding

strand

編碼鏈ofDNAhasthesamesequenceasmRNA.

template

strand模板鏈

ofdouble-strandedDNAistheonethatisusedtospecifythesequenceofacomplementarysinglestrandofRNA.(Thenon-templatestrandisidenticalinsequencetotheRNAproduct.)

Transcription

轉(zhuǎn)錄issynthesisofRNAonaDNAtemplate.

Translation

翻譯issynthesisofproteinonthemRNAtemplate.IntroductionTranscriptiongeneratesanRNAwhichiscomplementarytotheDNAtemplatestrandandhasthesamesequenceastheDNAcodingstrand.Translationreadseachtripletofbasesintooneaminoacid.ThreeturnsoftheDNAdoublehelixcontain30bp,whichcidefor10aminoacids.AtRNAhasthedualpropertiesofanadaptorthatrecognizesboththeaminoacidandcodon.Theadenosine腺苷at3’endiscovalentlylinkedtoanaminoacid.TheanticodonbasepairswiththecodononmRNA.ThetRNAcloverleaf三葉草結(jié)構(gòu)hasinvariant不變的andsemi-invariantbases,andaconserved保守的setofbasepairinginteractions.TransferRNAfoldsintoacompactL-shapedtertiarystructure三級(jí)結(jié)構(gòu)withtheaminoacidatoneendandtheanticodonattheotherend.

ThemeaningoftRNAisdeterminedbyitsanticodonandnotbyitsaminoacid.Aribosomeconsistsoftwosubunits亞基.MessengerRNAistranslatedbyribosomes核糖體Apolyribosome多核糖體consistsofanmRNAbeingtranslatedsimultaneouslybyseveralribosomesmovinginthedirectionfrom5’-3’.EachribosomehastwotRNAmolecules,onecarryingthenascentaminoacid初生氨基酸,thesecondcarryingthenextaminoacidtobeadded添加氨基酸.Proteinsynthesisoccursonpolyribosomes.多核糖體MessengerRNAistranslatedbyribosomesthatcyclethroughapool.ConsideringE.coliintermsofitsmacromolecularcomponents大分子成分.Transcriptionunitscanbevisualizedinbacteria.BacterialmRNAincludesnon-translatedaswellastranslatedregions.Eachcodingregionhasitsowninitiationandterminationsignals.AtypicalmRNAmayhaveseveralcodingregions.大多數(shù)細(xì)菌基因通過多順反子進(jìn)行表達(dá)位于編碼區(qū)之前的5’端附加序列，叫做前導(dǎo)序列終止信號(hào)后組成3’末端的附加序列叫做跟蹤序列。順反子間區(qū)EukaryoticmRNAismodifiedbyadditionofacaptothe5’endandpoly(A)tothe3’end.TranslationofeukaryoticmRNA

ExogenousmRNAscanbetranslatedbycell-freesystemsorbyinjectionintoXenopusoocytes非洲爪蟾卵母細(xì)胞.恢復(fù)cell－free系統(tǒng)包括核糖體、蛋白質(zhì)因子和tRNA。1、轉(zhuǎn)錄開始于核苷三磷酸（通常是膘呤，A或G）

2、轉(zhuǎn)錄物的起始序列：5’pppA(G)pNpNpNpNp

3、鳥苷酸轉(zhuǎn)移酶催化5’端添加甲基化的G，即RNA帽子，根據(jù)甲基化的位置和數(shù)目不同可分為帽子0、帽子1、帽子2等多種類型

4、在真核生物中，每個(gè)mRNA分子都是戴帽的。不同類型帽子的比例是一種生物的特征。

5、除了戴帽作用中的甲基化外，mRNA中的內(nèi)部也存在低頻率的甲基化作用The5endofeukaryoticmRNAiscapped帽子的種類帽子0：出現(xiàn)在所有真核生物中，在末端烏瞟吟的7位上添加一個(gè)甲基構(gòu)成。擔(dān)負(fù)這種修飾作用的酶是細(xì)胞質(zhì)中的烏瞟鳴一7一甲基轉(zhuǎn)移酶。帽子1：具有兩個(gè)甲基團(tuán)。再在轉(zhuǎn)錄物中第1個(gè)堿基2’－O位置上添加一個(gè)甲基，由2’一甲基一轉(zhuǎn)移酶催化。是除單細(xì)胞生物以外所有其他真核生物中都有的最主要的帽子。在少量較高等真核生物中，當(dāng)2’－O位置上已有甲基時(shí)，可將甲基團(tuán)添加到該堿基的N6位。帽子2：有些物種，甲基基團(tuán)可以添加到戴帽mRNA的第3堿基(轉(zhuǎn)錄物中第2個(gè)堿基)的2’－O位置。這種帽子具有三個(gè)甲基團(tuán)，通常低于戴帽群體總量的10－15％。Thecapblocksthe5’endofmRNAandmaybemethylatedatseveralpositions.cDNAisasingle-strandedDNAcomplementarytoanRNA,synthesizedfromitbyreversetranscriptioninvitro體外.The3terminusispolyadenylatedDegradosome降解復(fù)合體

isacomplexofbacterialenzymes,includingRNAases,ahelicase,andenolase磷酸丙酮酸水合酶(aglycolytic糖酵解enzyme),whichmaybeinvolvedindegradingmRNA.BacterialmRNAdegradationinvolvesmultipleenzymesDegradationofbacterialmRNAisatwostageprocess.Endonucleolyticcleavagesproceed5’-3’behindtheribosomes.Thereleasedfragmentsaredegradedbyexonucleasesthatmove3’-5’Exosome外切體

isacomplexofseveralexonucleasesinvolvedindegradingRNA.

YeastmRNAdegradationinvolvesmultipleactivitiesDegradationofyeastmRNArequiresdeadenylation脫腺苷,decapping去帽,andexonucleolysis外切核酸酶降解.AnAREina3’nontranslatedregioninitiatesdegradationofmRNA.Sequenceelementsmaydestabilize使不穩(wěn)定mRNAARE:AU-richsequenceAnIREina3nontranslatedregioncontrolsmRNAstability.轉(zhuǎn)鐵蛋白mRNAIRE:IronregulatedelementSurveillance

systemschecknucleicacidsforvalidity正確性.Thetermisusedinseveraldifferentcontexts.OneexampleisthesystemthatdegradesmRNAsthathavenonsensemutations.Anotheristhesetofsystemsthatreacttodamageinthedoublehelix.Thecommonfeatureisthatthesystemrecognizesaninvalidsequenceorstructureandtriggersaresponse.Nonsensemutationstriggerasurveillance監(jiān)管systemNonsensemutationsmaycausemRNAtobedegraded.1、DNA攜帶的遺傳信息通過兩種途徑來表達(dá)：DNA轉(zhuǎn)錄成mRNA，mRNA翻譯成蛋白質(zhì)。信使RNA由DNA的一條鏈(模板鏈)轉(zhuǎn)錄而來，與這條鏈互補(bǔ)，與另外一條鏈(編碼鏈)一致mRNA的序列，在三聯(lián)密碼子中從5’到3’，是與蛋白質(zhì)的N-C端的序列相關(guān)的。

2、解釋密碼子意義的是有致密L形三級(jí)結(jié)構(gòu)的tRNA，tRNA的一端有反密碼子與密碼子互補(bǔ)，另一端可以共價(jià)地連接特定的與靶密碼子一致的氨基酸。一個(gè)攜帶氨基酸的tRNA叫作氨?；?tRNA。Summary

3、核糖體提供了氨?；鵷RNA連接到mRNA密碼子上的環(huán)境。核糖體小亞基連接mRNA，大亞基攜帶新生的多肽。核糖體從5’端的起始位點(diǎn)向3’端的終止位點(diǎn)移動(dòng)，氨?；鵷RNA對(duì)應(yīng)于它們的密碼子，這樣，延伸的多肽鏈每經(jīng)歷一個(gè)密碼子增加一個(gè)殘基。4、轉(zhuǎn)錄機(jī)器對(duì)于組織和器官不是特定的；一個(gè)來源的mRNA可以被另外一個(gè)來源的tRNA和核糖體所翻譯。mRNA被翻譯的次數(shù)決定于起始點(diǎn)與核糖體親和力及mRNA的穩(wěn)定性。在許多情況下，mRNA的翻譯群體或單獨(dú)的mRNA被特異地阻止：這被稱作翻譯控制。

5、一條典型的mRNA包括非翻譯的5’前導(dǎo)區(qū)和3’尾及編碼區(qū)。細(xì)菌的mRNA通常是多順反子，在順反子間有非翻譯區(qū)。每個(gè)順反子代表由特定位點(diǎn)起始和終止位點(diǎn)結(jié)束的編碼區(qū)。核糖體亞基連接起始位點(diǎn)，在每一個(gè)編碼區(qū)的終止位點(diǎn)分開。6、許多核糖體可以同時(shí)翻譯一條mRNA，生成一個(gè)多聚核糖體（或多聚體）。細(xì)菌的多聚體很大，典型情況下，一個(gè)mRNA上連接有10個(gè)核糖體。真核生物多聚體是較小的，通常少于10個(gè)，且每個(gè)mRNA僅帶有一個(gè)編碼序列。7、細(xì)菌mRNA的半衰期相當(dāng)短，僅幾分鐘。基至當(dāng)下游序列剛被轉(zhuǎn)錄5’端就已經(jīng)開始翻譯了。降解是由內(nèi)切酶引起，在特定位點(diǎn)切割，并以從5’到3’的順序緊跟在核糖體后面。在這之后，外切酶從釋放的3’端到5’端降解碎片，使之還原為核苷