分子生物學期末復習資料2023

本文格式為Word版，下載可任意編輯——分子生物學期末復習資料20232023年分子生物學期末復習資料

其次章染色體與DNA

一、染色體

1、染色體是指在細胞分裂期出現(xiàn)的一種能被堿性染料猛烈染色，并具有一定形態(tài)、

結(jié)構(gòu)特征的物體。它由核酸和蛋白質(zhì)組成，是生物遺傳物質(zhì)的主要載體。（DNA、組蛋白和非組蛋白及部分RNA）

2、染色體蛋白主要分為組蛋白和非組蛋白兩類。

組蛋白是染色體的結(jié)構(gòu)蛋白，分為H1、H2A、H2B、H3及H4五種。

組蛋白含有大量的賴氨酸和精氨酸，其中H3、H4富含精氨酸，H1富含賴氨酸。H2A、H2B介于兩者之間。

3、真核生物基因組結(jié)構(gòu)特點

①真核基因組巨大，一般遠大于原核生物的基因組。②真核基因組存在大量重復序列。③真核基因組中大部分為非編碼區(qū)。

④真核細胞基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順反子，即一個結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄、翻譯成一個mRNA分子，一條多肽鏈。

⑤真核基因是斷裂基因，在真核生物結(jié)構(gòu)基因的內(nèi)部存在大量不編碼蛋白質(zhì)的間隔序列，稱為內(nèi)含子，編碼區(qū)則稱為外顯子。

⑥真核基因組存在大量的順式作用元件。包括啟動子、加強子、默然子等。⑦真核基因組中存在大量的DNA多態(tài)性。DNA多態(tài)性指DNA序列中發(fā)生變異而導致的個體間核苷酸序列的差異，主要包括單核苷酸多態(tài)性和串聯(lián)重復序列多態(tài)性。

⑧真核基因組具有端粒結(jié)構(gòu)。端粒是真核生物線性基因組DNA末端的一種特別結(jié)構(gòu)，是一段DNA序列和蛋白質(zhì)形成的復合體。

4、原核細胞DNA特點：

結(jié)構(gòu)簡煉：原核DNA分子的絕大部分是用來編碼蛋白質(zhì)的，只有很小一部分控制基因表達的序列不轉(zhuǎn)錄；

存在轉(zhuǎn)錄單元：原核生物DNA序列中功能相關(guān)的RNA和蛋白質(zhì)基因，往往叢集在基因組的一個或幾個特定部位，形成轉(zhuǎn)錄單元并轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生含多個mRNA的分子，稱為多順反子mRNA；

有重疊基因：一些細菌和動物病毒存在重疊基因，同一段DNA能攜帶兩種不同蛋白質(zhì)的信息。

二、DNA結(jié)構(gòu)

1、高級結(jié)構(gòu)的連接數(shù)的計算

①計算一個240bps的環(huán)狀DNA在松弛態(tài)和w=-2的L和超螺旋密度。松弛態(tài)：L=T=240/10=24

超螺旋：T=24；L=T+W=24+（-2）=22；?=-2/24=-0.08

②已知自然界存在大多數(shù)DNA分子的superhelicaldensity（超螺旋密度）是-0.06，一個10000bpDNA分子，假定是B型構(gòu)像，將形成多少圈超螺旋？W/T=-0.06W=T*(-0.06)T=10000/10W=60

2、一級結(jié)構(gòu)：是指四種核苷酸的鏈接及排列順序，表示該DNA分子的化學構(gòu)成。

1

3、二級結(jié)構(gòu)：是指兩條多核苷酸鏈反向平行盤繞所生成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。DNA的二級

結(jié)構(gòu)分兩大類：一類是右手螺旋，如A-DNA和B-DNA；另一類是左手螺旋，即Z-DNA。B-DNA是最常見的DNA構(gòu)象，也是活性最強的DNA構(gòu)象。

三、DNA的復制1、復制的方式：

半保存復制：DNA在復制過程中，每條鏈分別作為模板合成新鏈，產(chǎn)生互補的兩條

鏈。每個子代分子的一條鏈來自親代DNA，另一條鏈則是新合成的，這種復制方式被稱為DNA的半保存復制。

DNA的半不連續(xù)復制：由于DNA雙螺旋的兩條鏈是反向平行的，因此在復制叉附

近解開的DNA鏈一條是5’→3’方向，另一條是3’→5’方向，兩個模板極性不同。而所有已知DNA聚合酶的合成方向都是5’→3’，兩條鏈無法同時進行復制。

2、復制叉：復制時，雙鏈DNA要解開成兩股鏈分別進行，所以，復制起點呈叉子形

式。

復制的起點的特點：復制時浮現(xiàn)復制叉的形式，一個復制子只含有一個復制起始點。復制起始點是固定的。

復制方向：移動的方向和速度雖是多種多樣但以雙向等速方式為主。

3、原核與真核復制叉的區(qū)別：

4、復制的幾種主要方式：線性DNA雙鏈的復制和環(huán)狀DNA雙鏈的復制5、原核生物和真核生物DNA的復制特點

原核生物DNA的復制特點：

真核生物DNA的復制特點:

6、DNA聚合酶：

共同：都以dNTP為底物；都需要Mg2+激活；聚合時必需有模板鏈和具有3'—OH末

端的引物鏈；鏈的延伸都方向為5'→3'。

大腸桿菌DNA聚合酶I、II和III的性質(zhì)比較

性質(zhì)3’→5’外切3’外切5’→新生鏈合成相對分子質(zhì)量3聚合酶I++-1034001Pol（A）聚合酶II+--90？0.05Pol（B）聚合酶III+-+90010～20152Pol（C）（dnaE，N，Z，X，Q等）（×10）細胞內(nèi)分子數(shù)生物學活性已知的結(jié)構(gòu)基因種類DNA聚合酶I特點不是復制大腸桿菌染色體的主要聚合酶，它有5'→3'核酸外切酶活性，保證了DNA復制的確鑿性。它也可用來除去岡崎片段5'端RNA引物，使岡崎片段間缺口消失，保證連接酶將片段連接起來活性很低，若以每分鐘酶促核苷酸摻入DNA的轉(zhuǎn)化率計算，只有DNA聚合酶I的5%，所以也不是復制中主要的酶。目前認為DNA聚合酶II的生理功能主要是起修復DNA的作用。包含有7種不同的亞單位和9個亞基，其生物活性形式為二聚體。它的聚合活性較強，為DNA聚合酶I的15倍，聚合酶II的300倍。它能在引物的3’—OH上以每分鐘約5萬個核苷酸的速率延長新生的DNA鏈，是大腸桿菌DNA復制中鏈延長反應(yīng)的主導聚合酶。分別由dinB和umuD’2C基因編碼，主要在SOS修復過程中發(fā)揮功能。DNA聚合酶IIDNA聚合酶IIIDNA聚合酶IV和V7、DNA復制的調(diào)控：ColEl質(zhì)粒DNA的復制調(diào)控；大腸桿菌染色體DNA的復制調(diào)控；

真核細胞DNA的復制調(diào)控

四、DNA修復

1、修復有以下幾種：

錯配修復恢復錯配

在含有錯配堿基的DNA分子中，使正常核苷酸序列恢復的修復方式。）堿基切除修復切除突變的堿基核苷酸切除修復修復被破壞的DNA

DNA直接修復修復嘧啶二體或甲基化DNA

2、AP位點：所有細胞中都帶有能識別受損核酸位點的不同的糖苷水解酶，能特異性

切除受損核苷酸上的N-β糖苷鍵，形成去嘌呤或去嘧啶位點。

3、甲基化酶的作用：甲基化酶使位于5’-GATC序列腺苷酸的N6位甲基化，一旦在

DNA復制過程中發(fā)生錯配，錯配修復系統(tǒng)就會依據(jù)Dam甲基化酶識別新合成鏈中的錯配并加以校正，DNA子鏈中的錯配幾乎完全被修正。只要兩條DNA鏈上堿基配對出現(xiàn)錯誤，錯配修復系統(tǒng)就會根據(jù)“保存母鏈，修正子鏈〞的原則，找出錯誤堿基所在的DNA鏈，并加以修正。

五、DNA轉(zhuǎn)座

1、DNA轉(zhuǎn)座：或稱移位，是由可移位因子介導的遺傳物質(zhì)重排現(xiàn)象。2、插入序列（IS因子）：是最簡單的轉(zhuǎn)座子，不含有任何宿主基因而常被稱為插入

序列（IS），它們是細菌染色體或質(zhì)粒DNA的正常組成部分。

3、自主性因子：是細胞內(nèi)的控制因子，具有自主剪接和轉(zhuǎn)座的功能。

4、非自主性因子：是細胞內(nèi)的控制因子，具有單獨存在時是穩(wěn)定的，不能轉(zhuǎn)座，當基因組中存在與非自主性因子同家族的自主性因子時，它才具備轉(zhuǎn)座功能。

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5、Ac-Ds系統(tǒng)：是激活-解離系統(tǒng)，它通過復制型機制進行轉(zhuǎn)座。

Ac，是屬于自主轉(zhuǎn)座子，能夠自主轉(zhuǎn)座，并形成不穩(wěn)定的基因突變，但不使染色體斷裂；它能使Ds因子活化、轉(zhuǎn)座，并通過控制結(jié)構(gòu)基因的表達。同時可以推遲Ds因子的解離和轉(zhuǎn)座。

Ds元件屬于非自主因子，又稱解離因子，與Ac屬于同一家族的控制因子。已知所有

Ds都是Ac轉(zhuǎn)座子的突變體，其兩端有完整的轉(zhuǎn)座特征序列。

6、復合型轉(zhuǎn)座子：是一類帶有某些抗藥性基因（或其他宿主基因）的轉(zhuǎn)座子，其兩翼往往是兩個一致或高度同源的IS序列。

其次章生物信息的傳遞（上）——從DNA到RNA

一、RNA轉(zhuǎn)錄的基本過程：無論是原核還是真核細胞，轉(zhuǎn)錄的基本過程都包括：

模板識別：主要指RNA聚合酶與啟動子DNA雙鏈相互作用并與之相結(jié)合的過程。

轉(zhuǎn)錄起始：是RNA鏈上第一個核苷酸鍵的產(chǎn)生，不需要引物。通過啟動子：轉(zhuǎn)錄的延伸和終止：RNA聚合酶離開啟動子，沿DNA鏈移動并使新生RNA

鏈不斷伸長的過程就是轉(zhuǎn)錄的延伸。當RNA鏈延伸到轉(zhuǎn)錄終止位點時，RNA聚合酶不再形成新的磷酸二酯鍵，RNA-DNA雜和物分開，轉(zhuǎn)錄泡瓦解，DNA恢復成雙鏈狀態(tài)，而RNA聚合酶和RNA鏈都被從模板上釋放出來，這就是轉(zhuǎn)錄的終止（termination)。

二、轉(zhuǎn)錄機器的主要成分:RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄復合物

1、RNA聚合酶的功能：是轉(zhuǎn)錄過程中最關(guān)鍵的酶，主要以雙鏈DNA為模板，以4

種核苷三磷酸作為活性前體，并以Mg2+/Mn2+為輔助因子，催化RNA鏈的起始、延伸和終止，它不需要任何引物，催化生成的產(chǎn)物是與DNA模板鏈相互補的RNA。

原生物RNA聚合酶的主要特征：幾乎負責所有mRNA、rRNA和tRNA的合成。轉(zhuǎn)

錄的起始過程需要全酶，由σ因子鑒別起始點，延長過程僅需要核心酶的催化。

真核生物RNA聚合酶的主要特征：聚合酶中有兩個相對分子質(zhì)量超過1×105的

大亞基；同種生物3類聚合酶有“共享〞小亞基的傾向，即有幾個小亞基是其中3類或2類聚合酶所共有的。

表-真核細胞中三類RNA聚合酶特性比較酶RNA聚合酶IRNA聚合酶IIRNA聚合酶III細胞內(nèi)定位核仁核質(zhì)核質(zhì)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物rRNAhnRNAtRNA相對活性對50%-70%20%-40%約10%α-鵝膏覃堿的敏感程度不敏感敏感存在物種特異性2、轉(zhuǎn)錄復合物：模板的識別階段包括RNA聚合酶全酶對啟動子的識別，聚合酶與啟動子可逆性結(jié)合形成封閉復合物（closedcomplex，此時，DNA仍處于雙鏈狀態(tài)）。

三、啟動子與轉(zhuǎn)錄起始

1、啟動子：是一段位于結(jié)構(gòu)基因5’端上游區(qū)的DNA序列，能活化RNA聚合酶，使

之與模板DNA確鑿地相結(jié)合并具有轉(zhuǎn)錄起始的特異性

即位于–10bp處的TATA區(qū)和–35bp處的TTGACA區(qū)，它們是RNA聚合酶與啟動子的結(jié)合位點。

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上升突變：TATAAT變成AATAAT就會大大降低其結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄水平

下降突變：假使增加Pribnow區(qū)的共同序列，將乳糖操縱子的啟動子中的TATGTT變

成TATATT，就會提高啟動子的效率，稱為上升突變。

2、加強子：在SV40的轉(zhuǎn)錄單元上發(fā)現(xiàn)其轉(zhuǎn)錄起始位點上游約200bp處有兩段72bp

長的重復序列，它們不是啟動子的一部分，但能加強或促進轉(zhuǎn)錄的起始，因此，稱這種能加強轉(zhuǎn)錄起始的序列為加強子或加強子（enhancer）。

3.加強子具有以下特點：

遠距離效應(yīng)一般位于上游-200bp處，即使相距>10kb也能發(fā)揮作用

無方向性位于上游、下游或內(nèi)部

順式調(diào)理只調(diào)理位于同一染色體上的靶基因無物種和基因特異性具有組織特異性加強子的效應(yīng)需特點的蛋白質(zhì)因子參與具有相位性作用與DNA構(gòu)象有關(guān)有的加強子可以對外部信號產(chǎn)生反應(yīng)

4、原核與真核生物mRNA的特征比較(1)、原核生物mRNA的特征

1.半衰期短。

2.原核細胞的mRNA（包括病毒）有時可以編碼幾個多肽，而真核細胞的mRNA

最多只能編碼一個多肽

3.原核生物mRNA的5’端無帽子結(jié)構(gòu)，3’端沒有或只有較短的多聚（A）結(jié)構(gòu)。4.原核生物常以AUG（有時GUG，甚至UUG）作為起始密碼子，而真核生物

幾乎永遠以AUG作為起始密碼子

把只編碼一個蛋白質(zhì)的mRNA稱為單順反子mRNA（monocistronicmRNA），

把編碼多個蛋白質(zhì)的mRNA稱為多順反子mRNA（polycistronicmRNA）。

多聚(A)是mRNA由細胞核進入細胞質(zhì)所必需的形式，它大大提高了mRNA在細

胞質(zhì)中的穩(wěn)定性。剛從細胞核進入細胞質(zhì)時，其多聚(A)尾巴一般比較長，隨著mRNA在細胞質(zhì)內(nèi)逗留時間延長，多聚(A)逐漸變短消失，mRNA進入降解過程。

(2)、真核生物mRNA的特征

1.真核生物mRNA的5’端存在“帽子〞結(jié)構(gòu)。

2.絕大多數(shù)真核生物mRNA具有多聚(A)尾巴。除組蛋白基因外，真核生物mRNA的3’末端都有多聚（A）序列.

5.模板識別階段主要指RNA聚合酶與啟動子DNA雙鏈相互作用并與之相結(jié)合的過

程。

6、原核生物起始密碼子AUG上游7-12個核苷酸處有一被稱為SD序列7、基因存在的形式：四、終止子的類型

1、終止子：模板DNA上存在終止轉(zhuǎn)錄的特別信號——終止子，又稱為內(nèi)在終止子。2、類型

a.)不依靠于ρ因子的終止：ρ因子是一個相對分子質(zhì)量為2.0×105的六聚體蛋白，它通過催化NTP的水解促使新生RNA鏈從三元轉(zhuǎn)錄復合物中解離。

b.)依靠于ρ因子的終止

c.)抗終止：由于不同的生理要求，在轉(zhuǎn)錄過程中有時即使遇到終止信號，依舊需要繼續(xù)轉(zhuǎn)錄，于是出現(xiàn)了抗轉(zhuǎn)錄終止現(xiàn)象。

3、內(nèi)含子：是指存在于原始轉(zhuǎn)錄物或基因組DNA中，但不存在于成熟mRNA、rRNA

或tRNA中的那部分核苷酸序列

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外顯子：是真核生物基因的一部分，它在剪接后仍會被保存下來，并可在蛋白質(zhì)生物合成過程中被表達為蛋白質(zhì)。

4、GU-AG法則：是指多數(shù)細胞核mRNA前體中內(nèi)含子的5’邊界序列為GU，3’邊界

序列為AG的保守序列模式。

5、內(nèi)含子的變位剪接：在個體發(fā)育活細胞分化時可以有選擇性地越過某些外顯子或某個剪接點進行變位剪接，產(chǎn)生出組織或發(fā)育階段特異性mRNA。

6、HnRNA：由DNA轉(zhuǎn)錄生成的原始產(chǎn)物——核不均一RNA，即mRNA前體。

五、RNA的編輯、再編輯和化學修飾

1、RNA的編輯：是某些RNA，特別是mRNA的一種加工方式，它導致了DNA所編

碼的遺傳信息的改變，由于經(jīng)過編輯的mRNA序列發(fā)生了不同于模板DNA的變化。

2、RNA編輯具有重要的生物學意義：

校正作用有些基因在突變過程中丟失的遺傳信息可能通過RNA編輯得以恢復調(diào)控翻譯通過編輯可以構(gòu)建或去除起始密碼子和終止密碼子，是基因表達調(diào)控

的一種方式

擴展遺傳信息能使基因產(chǎn)物獲得新的結(jié)構(gòu)和功能，有利于生物的進化3、RNA的再編碼

有研究發(fā)現(xiàn)，mRNA在某些狀況下不是以固定方式被翻譯，而可以改變原來的編碼信息，以不同的方式進行翻譯，科學上把RNA編碼和讀碼方式的改變稱為RNA的再編碼（RNArecoding）。

4、RNA的化學修飾

除了RNA的編輯之外，有些RNA，特別是前體rRNA和tRNA，還可能有特異性化學修飾，如甲基化、硫代、去氨基化等。

六、核酶的類型

1、剪切型核酶：是將自身RNA或異體RNA切除一段特異的核苷酸序列。它只剪不

接。

2、剪接型核酶：具有序列特異的內(nèi)切酶，RNA連接酶等多種酶的活性，它既能切割

RNA分子，也能通過轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)形成新的磷酸二酯鍵，連接切割后的RNA分子。

第四章生物信息傳遞

一遺傳密碼的性質(zhì)1密碼的連續(xù)性2.密碼的簡并性

簡并由一種以上密碼子編碼同一個氨基酸的現(xiàn)象稱為簡并（degeneracy），

UAA、UGA和UAG并不代表任何氨基酸，它們是終止密碼子，不能與tRNA的反密碼子配對，但能被終止因子或釋放因子識別，終止肽鏈的合成。AUG是起始密碼子

同義密碼子對應(yīng)于同一氨基酸的密碼子稱為同義密碼子（synonymouscodon）。AUG和GUG既是甲硫氨酸及纈氨酸的密碼子又是起始密碼子。3密碼的通用性與特別性

遺傳密碼無論在體內(nèi)還是體外，也無論是對病毒、細菌、動物還是植物而言都是通用的。但是也發(fā)現(xiàn)極少數(shù)例外，表達了遺傳密碼的特別性。4密碼子與反密碼子的相互作用

tRNA的反密碼子在核糖體內(nèi)是通過堿基的反向配對與mRNA上的密碼子相互作用的。

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搖擺假說

在密碼子與反密碼子的配對中，前兩對嚴格遵守堿基配對原則，第三對堿基有一定的自由度，可以“搖擺〞，因而使某些tRNA可以識別一個以上的密碼子。一個tRNA畢竟能識別多少歌密碼子是由反密碼子的第一位堿基的性質(zhì)決定的，反密碼子第一位為A或C時，只能識別一種密碼子，為G或U時可以識別兩種密碼子，為Ⅰ時可識別3種密碼子。假使有幾個密碼子同時編碼一個氨基酸，凡是第一、二位堿基不同的密碼子都對應(yīng)于各自獨立的tRNA。原核生物中大約有30~45種tRNA,，真核細胞中可能存在50種tRNA反密碼子第一位是C或A時，只能識別一種密碼子反密碼子(3’)X-Y-C(5’)(3’)X-Y-A(5’)密碼子(5’)Y-X-G(3’)(5’)Y-X-U(3’)反密碼子第一位是G或U時可以識別兩種密碼子反密碼子(3’)X-Y-U(5’)(3’)X-Y-G(5’)密碼子(5’)Y-X-A/G(3’)(5’)Y-X-C/U(3’)反密碼子第一位是Ⅰ時可識別3種密碼子反密碼子(3’)X-Y-I(5’)密碼子(5’)Y-X-A/U/C(3’)

二、tRNA

1tRNA的功能

轉(zhuǎn)錄過程是信息從一種核酸分子（DNA）轉(zhuǎn)移到另一種結(jié)構(gòu)上極為相像的核酸分子（RNA）的過程，信息轉(zhuǎn)移靠的是堿基配對。

翻譯階段遺傳信息從mRNA分子轉(zhuǎn)移到結(jié)構(gòu)極不一致的蛋白質(zhì)分子，信息是以能被翻譯成單個氨基酸的三聯(lián)密碼子形式存在的，在這里起作用的是tRNA的解碼機制。

只有tRNA上的反密碼子能與mRNA上的密碼子相互識別并配對，而氨基酸本身不能識別密碼子，只有結(jié)合到tRNA上生成AA-tRNA，才能被帶到mRNA-核糖體復合物上，插入到正在合成的多肽鏈的適當位置上。

用14C標記的半胱氨酸與tRNACys結(jié)合后生成[14C]-半胱氨酸-tRNACys，經(jīng)Ni(鎳）催化可生成[14C]-Ala-tRNACys，再把[14C]-Ala-tRNACys參與到蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)中，發(fā)現(xiàn)[14C]-Ala-tRNACys插入了血紅蛋白分子中尋常由半胱氨酸占據(jù)的位置上，說明起識別作用的是tRNA。2tRNA的種類

1).起始tRNA和延伸tRNA

起始tRNA能特異性識別mRNA模板上起始密碼子的tRNA叫起始tRNA，延伸tRNA其他tRNA統(tǒng)稱為延伸tRNA

真核生物起始tRNA攜帶甲硫氨酸（Met），原核生物起始tRNA攜帶甲酰甲硫氨酸（fMet），Met-tRNAfMet必需首先甲酰化生成fMet-tRNAfMet才能參與蛋白質(zhì)的生物合成。2).同工tRNA

同工tRNA將代表一致氨基酸的不同tRNA稱為同工tRNA

在一個同工tRNA組內(nèi)，所有tRNA均專一于一致的氨基酰-tRNA合成酶。同工tRNA既要有不同的反密碼子以識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AA-tRNA合成酶識別3).校正tRNA

結(jié)構(gòu)基因中某個核苷酸的改變可能產(chǎn)生終止密碼子（UAG、UGA、UAA），使蛋白質(zhì)合成

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提前終止，合成無功能的或無意義的多肽，這種突變稱為無義突變，而校正tRNA通過改變反密碼子區(qū)校正無義突變

表4-7大腸桿菌無義突變的校正tRNAtRNA位點野生型校正基因識別密碼反密碼識別密碼反密碼supDSerUCGUAG←←CGACUAsupEsupCsupGsupUGlnTyrLysTrpCAGUACAAAUGG←CUG←GUA←UUU←CCAUGAUAGUAGUAA←CUA←CUA←UUA←UCA如某大腸桿菌色氨酸合成酶基因中的一個甘氨酸密碼子GGA突變成了AGA(編碼精氨酸),指導合成錯誤的多肽（錯義突變）。甘氨酸校正tRNA的校正基因突變使其反密碼子從CCU變成UCU，它依舊是甘氨酸的反密碼子，單不結(jié)合GGA而能與突變后的AGA相結(jié)合，把甘氨酸放到原來的位置上。

3氨酰-tRNA合成酶(AA-tRNA合成酶)

1)、AA-tRNA合成酶是一類催化氨基酸與tRNA結(jié)合的特異性酶，其反應(yīng)式如下：

AA+tRNA+ATP→AA-tRNA+AMP+PPi

包括兩步反應(yīng)：第一步是氨基酸活化生成酶-氨基酰腺苷酸復合物。

AA+ATP+酶（E）→E-AA-AMP+PPi

其次步是氨?；D(zhuǎn)移到tRNA3'末端腺苷殘基的2'或3'-羥基上。E-AA-AMP+tRNA→AA-tRNA+E+AMP

2)、AA-tRNA合成酶既要能識別tRNA,又要能識別氨基酸，它對兩者都有高度的專一性。三、核糖體

核糖體是由幾十種蛋白質(zhì)和多種核糖體RNA（ribosomalRNA，rRNA）所組成的亞細胞顆粒。

1核糖體的結(jié)構(gòu)

1)核糖體由大小兩個亞基組成:每個亞基都含有一個相對分子質(zhì)量較大的rRNA和

大量不同的蛋白質(zhì)分子。

2)核糖體蛋白:核糖體上有多個活性中心，每個中心都由一組特別的核糖體蛋白質(zhì)構(gòu)

成。

3)核糖體RNA:5SrRNA16SrRNA23SrRNA5.8sRNA18sRNA4)核糖體由三個tRNA結(jié)合位點(重點P125)

氨基酸由氨酰-tRNA運輸?shù)胶颂求w上并通過這個tRNA與攜帶上一個氨基酸的tRNA的相互作用，將新的氨基酸加到正在生長的新生蛋白質(zhì)鏈上。核糖體上有3個tRNA結(jié)合位點，分別稱為A、P、E位點。其中，A位點是新到來的氨酰-tRNA的結(jié)合位點；P位點是肽酰-tRNA的結(jié)合位點；E位點是延伸過程中的多肽鏈轉(zhuǎn)移到氨酰-tRNA上釋放tRNA的位點，即去氨酰-tRNA通過E位點脫出，被釋放到核糖體外的細胞中去。所以tRNA的移動順序是從A到P再到E。由于tRNA的氨酰末端被定位到大亞基上，而另一端的反密碼子與結(jié)合小亞基的

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mRNA結(jié)合位點都橫跨核糖體的兩個亞基，位于大小亞基的交界面。

四蛋白質(zhì)合成的生物學機制

表蛋白質(zhì)合成各階段的主要成分簡表階段1．氨基酸的活化必需組分20種氨基酸20種氨基酰-tRNA合成酶20種或更多的tRNAATP，Mg2+mRNAN-甲酰甲硫氨-tRNAmRNA上的起始密碼子（AUG）核糖體小亞基核糖體大亞基GTP，Mg2+起始因子（IF-1，IF-2，IF-3）功能核糖體（起始復合物）AA-tRNA伸長因子GTP，Mg2+肽基轉(zhuǎn)移酶ATPmRNA上的終止密碼子釋放因子（RF-1，RF-2，RF-3）參與起始氨基酸切除、修飾等加工過程的酶2．肽鏈的起始3．肽鏈的延伸4．肽鏈的終止5．折疊和加工1氨基酸的活化2翻譯的起始

3肽鏈的延伸:1．后續(xù)AA-tRNA與核糖體結(jié)合2．肽鍵的生成移位4肽鏈的終止

5蛋白質(zhì)前體的加工:1、N端fMet或Met的切除2、二硫鍵的形成3、特定氨基

酸的修飾

6蛋白質(zhì)的折疊7蛋白質(zhì)合成抑制劑二、蛋白質(zhì)合成過程

翻譯過程從閱讀框架的5′-AUG開始，按mRNA模板三聯(lián)體密碼的順序延長肽鏈，直至終止密碼出現(xiàn)。

整個翻譯過程可分為：

?起始(initiation)?延長(elongation)?終止(termination)

（一）、肽鏈合成起始

指mRNA和起始氨基酰-tRNA分別與核蛋白體結(jié)合而形成翻譯起始復合物

原核、真核生物各種起始因子的生物功能

起始因子生物功能IF-1原核生物占據(jù)A位防止結(jié)合其他RNA;在70S起始復合物生成后促進IF-2的釋放。IF-2促進起始RNA與小亞基結(jié)合;對30S起始復合物與50S亞基的鏈接是必需的。IF-3促進大小亞基分開，提高P位對結(jié)合起

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真核生物eIF-4EeIF-3eIF-2eIF-4G始RNA敏感性.協(xié)助30S亞基專一性的識別和選擇mRNA起始位點的性質(zhì)。eIF-4E復合物成分，結(jié)合mRNA5’帽子最先結(jié)合小亞基促進大小亞基分開促進起始RNA與小亞基結(jié)合eIF-4F復合物成分，結(jié)合eIF–E和PAB一）、原核生物翻譯起始復合物形成（原核生物核糖體30S、50S）

1.核蛋白體大小亞基分開

2.mRNA在小亞基定位結(jié)合(30S小亞基上16SrRNA3’端的富嘧啶區(qū)序列5’-GAUCACCUCCUUA-3’與mRNA5’端的SD(5’-AGGAGGU-3’富含嘌呤區(qū))序列互補)

30S小亞基與翻譯起始因子IF-1，IF-3結(jié)合(IF-1占據(jù)A位防止結(jié)合其他RNA;)，通過SD序列與mRNA模板相結(jié)合。

3.起始氨基酰tRNA(fMet-tRNAimet)結(jié)合到小亞基

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fMet-tRNAfMet在IF-2的協(xié)同下進入小亞基的P位，tRNA上的反密碼子與mRNA上的起始密碼子配對。

4.核蛋白體大亞基結(jié)合，起始復合物形成

帶有tRNA、mRNA、三個翻譯起始因子的小亞基復合物與50S大亞基結(jié)合，釋放翻譯起始因子。二）、真核生物翻譯起始復合物形成(真核生物核糖體40S、60S)1、包括：

?核蛋白體大小亞基分開；?起始氨基酰-tRNA結(jié)合；

?mRNA在核蛋白體小亞基就位；

核蛋白體大亞基結(jié)合。

真核生物蛋白質(zhì)生物合成的起始基本與原核生物一致，只不過其核糖體較大，有較多的起始因子，mRNA具有m7GpppNp帽子結(jié)構(gòu)，Met-tRNAiMet不甲酰化，mRNA分子5’端的“帽子〞和3’端的多聚A都參與形成翻譯起始復合物(如圖)

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40S復合物形成過程中有一種蛋白因子——帽子結(jié)合蛋白（eIF-4E）,能專一地識別mRNA的帽子結(jié)構(gòu)，與mRNA的5’端結(jié)合生成蛋白質(zhì)—mRNA復合物，并利用該復合物對eIF-3的40S亞基結(jié)合。

2、過程：

（二）、肽鏈合成延長

肽鏈延長在核蛋白體上連續(xù)性循環(huán)式進行，又稱為核蛋白體循環(huán)(ribosomalcycle)，每次循環(huán)增加一個氨基酸，包括以下三步：

a)進位(后續(xù)AA-tRNA與核糖體結(jié)合)b)成肽(肽鍵的形成)c)移位(translocation)

延長因子延伸過程所需蛋白因