第十四章核酸的生物合成

DNA的生物合成(復(fù)制)DNABiosynthesis，Replication

第十四章復(fù)制(replication)是指遺傳物質(zhì)的傳代，以母鏈DNA為模板合成子鏈DNA的過程。復(fù)制親代DNA子代DNA復(fù)制的方式——半保留復(fù)制半不連續(xù)復(fù)制有特定的起始位點(diǎn)雙向復(fù)制DNA復(fù)制的特征1.半保留復(fù)制

DNA生物合成時，母鏈DNA解開為兩股單鏈，各自作為模板(template)按堿基配對規(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來，另一股單鏈則完全從新合成。兩個子細(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。一、DNA的復(fù)制(一)DNA復(fù)制的特征密度梯度實(shí)驗(yàn)

——實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持半保留復(fù)制的設(shè)想。含重氮-DNA的細(xì)菌培養(yǎng)于普通培養(yǎng)液

第一代繼續(xù)培養(yǎng)于普通培養(yǎng)液第二代梯度離心結(jié)果AGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCCCACTGGGGTGACCAGGTACTGTCCATGACTCCATGACAGGTACTGAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACC+母鏈DNA

復(fù)制過程中形成的復(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)，保守性是相對的，不是絕對的。原核生物復(fù)制時，DNA從起始點(diǎn)(origin)向兩個方向解鏈，形成兩個延伸方向相反的復(fù)制叉，稱為雙向復(fù)制。3.雙向復(fù)制2.固定的起始位點(diǎn)A.環(huán)狀雙鏈DNA及復(fù)制起始點(diǎn)B.復(fù)制中的兩個復(fù)制叉C.復(fù)制接近終止點(diǎn)(termination,ter)oriterABC真核生物每個染色體有多個起始點(diǎn)，是多復(fù)制子的復(fù)制。習(xí)慣上把兩個相鄰起始點(diǎn)之間的距離定為一個復(fù)制子(replicon)。復(fù)制子是獨(dú)立完成復(fù)制的功能單位。5’3’oriorioriori5’3’5’5’3’3’5’5’3’復(fù)制子3’4.半不連續(xù)復(fù)制3

5

3

5

解鏈方向3′5′3′3′5′領(lǐng)頭鏈(前導(dǎo)鏈)隨從鏈(滯后鏈)順著解鏈方向生成的子鏈，復(fù)制是連續(xù)進(jìn)行的，這股鏈稱為領(lǐng)頭鏈。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，這股不連續(xù)復(fù)制的鏈稱為隨從鏈。復(fù)制中的不連續(xù)片段稱為岡崎片段(okazakifragment)。

領(lǐng)頭鏈連續(xù)復(fù)制而隨從鏈不連續(xù)復(fù)制，就是復(fù)制的半不連續(xù)性。

(二)

DNA復(fù)制的物質(zhì)模板(template):

解開成單鏈的DNA母鏈底物(substrate):

dATP,dGTP,dCTP,dTTP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。其他的酶和蛋白質(zhì)因子1.模板、底物和引物

(dNMP)n

+dNTP→(dNMP)n+1

+PPi

聚合反應(yīng)的特點(diǎn)DNA新鏈生成需引物和模板；新鏈的延長只可沿5→3

方向進(jìn)行。(1)DNA聚合酶全稱：依賴DNA的DNA聚合酶(DNA-dependentDNApolymerase，DDDP)簡稱：DNA-pol活性：1.5

3

的聚合活性2.核酸外切酶活性2.酶和蛋白因子

原核生物的DNA聚合酶DNA-polⅠDNA-polⅡDNA-polⅢ功能：對復(fù)制中的錯誤進(jìn)行校讀，對復(fù)制和修復(fù)中出現(xiàn)的空隙進(jìn)行填補(bǔ)。DNA-polⅠ（109kD）5′AGCTTCAGGATA

3′

|||||||||||3′TCGAAGTCCTAGCGAC5′

3

5

外切酶活性

5

3

外切酶活性?能切除突變的DNA片段。能辨認(rèn)錯配的堿基對，并將其水解。核酸外切酶活性催化5

3

的復(fù)制延長。（20個核苷酸左右）DNA-polⅡ（120kD）

DNA-polII基因發(fā)生突變，細(xì)菌依然能存活。它參與DNA損傷的應(yīng)急狀態(tài)修復(fù)。

功能是原核生物復(fù)制延長中真正起催化作用的酶。

DNA-polⅢ(250kD)真核生物的DNA聚合酶DNA-pol

起始引發(fā)，有引物酶活性。延長子鏈的主要酶，有解螺旋酶活性。參與低保真度的復(fù)制。在復(fù)制過程中起校讀、修復(fù)和填補(bǔ)缺口的作用。在線粒體DNA復(fù)制中起催化作用。DNA-pol

DNA-pol

DNA-pol

DNA-pol

DNA聚合酶共同點(diǎn)1.以dNTP為底物。2.合成具有模板依賴性。嚴(yán)格堿基配對。3.聚合方向5′

3′，催化化學(xué)鍵3′，5′-磷酸二酯鍵。4.不能從頭合成DNA，只能在引物的3′-OH上延伸。引物酶(primase)——復(fù)制起始時催化生成RNA引物的酶解螺旋酶(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(singlestrandedDNAbindingprotein,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

（2）引物酶、解螺旋酶和單鏈DNA結(jié)合蛋白10

8局部解鏈后（3）DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶(DNAtopoisomerase)

拓?fù)洚悩?gòu)酶作用特點(diǎn)既能水解、又能連接磷酸二酯鍵解鏈過程中正超螺旋的形成（6）DNA連接酶連接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(DNAligase)作用方式HO5’3’3’5’DNA連接酶ATPADP5’3’5’3’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（三）復(fù)制的過程需要解決兩個問題：1.DNA解開成單鏈，提供模板。2.合成引物，提供3-OH末端。1.起始

DnaA

DnaB、DnaCDNA拓?fù)洚悩?gòu)酶引物酶SSB3

5

3

5

DNA解鏈、引發(fā)體和引物含有解螺旋酶、蛋白因子、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。

3

5

3

5

引物是由引物酶催化合成的短鏈RNA分子。

引物3'HO5'引物酶2.鏈的延伸復(fù)制的延長指在DNA-pol催化下，dNTP以dNMP的方式逐個加入引物或延長中的子鏈上，其化學(xué)本質(zhì)是磷酸二酯鍵的不斷生成。

5'

3'5'dATPdGTPdTTPdCTPdTTPdGTPdATPdCTPOH3'3'DNA-pol復(fù)制過程動畫原核生物基因是環(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。oriter

E.coli82323.復(fù)制的終止復(fù)制過程簡圖5

5

5

RNA酶OHP5

DNA-polⅠdNTP5

5

PATP

ADP+Pi5

5

DNA連接酶隨從鏈上不連續(xù)性片段的連接端粒(telomere)指真核生物染色體線性DNA分子末端的結(jié)構(gòu)。功能?維持染色體的穩(wěn)定性?維持DNA復(fù)制的完整性結(jié)構(gòu)特點(diǎn)?由末端單鏈DNA序列和蛋白質(zhì)構(gòu)成。?末端DNA序列是多次重復(fù)的富含G、C堿基的短序列。TTTTGGGGTTTTGGGG…卡蘿爾-格雷德杰克-紹斯塔克據(jù)諾貝爾基金會官方網(wǎng)站報(bào)道，諾貝爾瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院宣布，將2009年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎授予美國加利福尼亞舊金山大學(xué)的伊麗莎白?布萊克本(ElizabethBlackburn)、美國巴爾的摩約翰?霍普金斯醫(yī)學(xué)院的卡羅爾?格雷德(CarolGreider)、美國哈佛醫(yī)學(xué)院的杰克?紹斯塔克(JackSzostak)。三名科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了端粒和端粒酶保護(hù)染色體的機(jī)理。三人將平分1000萬瑞典克朗的獎金。2009年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎伊麗莎白-布萊克本遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)改變而引起的遺傳信息改變，均可稱為突變。從分子水平來看，突變就是DNA分子上堿基的改變，也可稱為DNA損傷。

二、DNA損傷（突變）與修復(fù)（一）引發(fā)突變的因素物理因素紫外線(ultraviolet,UV)、各種輻射

UV化學(xué)因素常見的化學(xué)誘變劑亞硝酸鹽5-氟尿嘧啶6-巰基嘌呤溴乙錠(EB)苯并芘,黃曲霉素(二)突變的后果及類型突變的意義1.突變導(dǎo)致死亡2.突變是某些疾病的發(fā)病基礎(chǔ)3.突變導(dǎo)致基因型改變4.突變是進(jìn)化、分化的分子基礎(chǔ)鐮形紅細(xì)胞貧血病人Hb(HbS)β亞基N-val

·

his

·

leu

·

thr

·

pro·

val

·

glu

·

·

·

·

·

·

C

肽鏈CAC

GTG基因正常成人Hb(HbA)β亞基N-val

·

his

·

leu

·

thr

·

pro

·glu

·

glu

·

·

·

·

·

·

C

肽鏈CTC

GAG基因缺失、插入和框移缺失：一個堿基或一段核苷酸鏈從DNA大分子上消失。插入：原來沒有的一個堿基或一段核苷酸鏈插入到DNA大分子中間。框移突變是指三聯(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。

缺失或插入都可導(dǎo)致框移突變

。谷酪蛋絲5’……G

C

A

GUA

CAU

GUC……丙纈組纈正常5’……GAG

UAC

AUG

UC……缺失C缺失引起框移突變（三）DNA損傷的修復(fù)修復(fù)(repairing)

是對已發(fā)生分子改變的補(bǔ)償措施，使其回復(fù)為原有的天然狀態(tài)。光修復(fù)(lightrepairing)切除修復(fù)(excisionrepairing)重組修復(fù)(recombinationrepairing)SOS修復(fù)

修復(fù)的主要類型1.光修復(fù)光修復(fù)酶(photolyase)

UVUvrAUvrBUvrCOHPDNA聚合酶ⅠOHP

2.切除修復(fù)是細(xì)胞內(nèi)最重要和有效的修復(fù)機(jī)制，主要由DNA-polⅠ和連接酶完成。DNA連接酶ATPE.coli的切除修復(fù)機(jī)制切除修復(fù)動畫3.重組修復(fù)（四）SOS修復(fù)當(dāng)DNA損傷廣泛難以繼續(xù)復(fù)制時，由此而誘發(fā)出一系列復(fù)雜的反應(yīng)。在E.coli，各種與修復(fù)有關(guān)的基因，組成一個稱為調(diào)節(jié)子(regulon)的網(wǎng)絡(luò)式調(diào)控系統(tǒng)。這種修復(fù)特異性低，對堿基的識別、選擇能力差。通過SOS修復(fù)，復(fù)制如能繼續(xù)，細(xì)胞是可存活的。然而DNA保留的錯誤較多，導(dǎo)致較廣泛、長期的突變。逆轉(zhuǎn)錄酶(reversetranscriptase)逆轉(zhuǎn)錄(reversetranscription)RNADNA

逆轉(zhuǎn)錄酶三、逆轉(zhuǎn)錄

逆轉(zhuǎn)錄病毒細(xì)胞內(nèi)的逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象RNA模板逆轉(zhuǎn)錄酶DNA-RNA雜化雙鏈RNA酶單鏈DNA逆轉(zhuǎn)錄酶雙鏈DNA逆轉(zhuǎn)錄酶

AAAA

TTTTAAAASI核酸酶

DNA聚合酶Ⅰ堿水解

TTTT分子生物學(xué)研究可應(yīng)用逆轉(zhuǎn)錄酶，作為獲取基因工程目的基因的重要方法之一，此法稱為cDNA法。

以mRNA為模板，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄合成的與mRNA堿基序列互補(bǔ)的DNA鏈。

試管內(nèi)合成cDNAcDNAcomplementaryDNA逆轉(zhuǎn)錄研究的意義

逆轉(zhuǎn)錄酶和逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象，是分子生物學(xué)研究中的重大發(fā)現(xiàn)。

逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象說明：至少在某些生物，RNA同樣兼有遺傳信息傳代與表達(dá)功能。對逆轉(zhuǎn)錄病毒的研究，拓寬了20世紀(jì)初已注意到的病毒致癌理論。

RNA的生物合成（轉(zhuǎn)錄）RNABiosynthesis,Transcription轉(zhuǎn)錄(transcription)生物體以DNA為模板合成RNA的過程。

轉(zhuǎn)錄RNADNA

參與轉(zhuǎn)錄的物質(zhì)原料:

NTP(ATP,UTP,GTP,CTP)

模板:

DNA酶:

RNA聚合酶(RNApolymerase,RNA-pol)其他蛋白質(zhì)因子(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(structuralgene)。DNA雙鏈中按堿基配對規(guī)律能指引轉(zhuǎn)錄生成RNA的一股單鏈，稱為模板鏈(templatestrand)，也稱作有意義鏈或Watson鏈。相對的另一股單鏈?zhǔn)蔷幋a鏈(codingstrand)，也稱為反義鏈或Crick鏈。

一、不對稱轉(zhuǎn)錄5′···GCAGTACATGTC···3′3′···cgtgatgtacag···5′5′···GCAGUACAUGUC···3′N······Ala·Val·His·Val······C編碼鏈模板鏈mRNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯結(jié)構(gòu)基因不對稱轉(zhuǎn)錄(asymmetrictranscription)

在DNA分子雙鏈上某一區(qū)段，一股鏈用作模板指引轉(zhuǎn)錄，另一股鏈不轉(zhuǎn)錄；模板鏈并非永遠(yuǎn)在同一條單鏈上。核心酶(coreenzyme)全酶(holoenzyme)

原核生物的RNA聚合酶(二)RNA聚合酶（一）轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄起始需解決兩個問題：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。二、轉(zhuǎn)錄的過程RNA聚合酶全酶在轉(zhuǎn)錄起始區(qū)的結(jié)合RNA聚合酶全酶與模板結(jié)合DNA雙鏈解開，在RNA聚合酶作用下發(fā)生第一次聚合反應(yīng)，形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物RNA合成的起始:5

-pppG-OH+

NTP

5

-pppGpN

-OH3

+ppi（二）轉(zhuǎn)錄的延伸在聚合酶作用下，NTP不斷聚合，RNA鏈不斷延長。(NMP)n+NTP

(NMP)n+1

+PPi依賴

ρ因子的轉(zhuǎn)錄終止非依賴ρ因子的轉(zhuǎn)錄終止（三）轉(zhuǎn)錄終止指RNA聚合酶在DNA模板上停頓下來不再前進(jìn)，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA鏈從轉(zhuǎn)錄復(fù)合物上脫落下來。分類1.非依賴Rho因子的轉(zhuǎn)錄終止DNA模板上靠近終止處，有些特殊的堿基序列，轉(zhuǎn)錄出RNA后，RNA產(chǎn)物形成特殊的結(jié)構(gòu)來終止轉(zhuǎn)錄。莖環(huán)結(jié)構(gòu)使轉(zhuǎn)錄終止的機(jī)理使RNA聚合酶變構(gòu)，轉(zhuǎn)錄停頓；使轉(zhuǎn)錄復(fù)合物趨于解離，RNA產(chǎn)物釋放。5′pppG53

35RNA-polATP2.依賴Rho因子的轉(zhuǎn)錄終止（一）mRNA的轉(zhuǎn)錄后加工1.首、尾的修飾5

端形成

帽子結(jié)構(gòu)(m7GpppGp—)3

端加上多聚腺苷酸尾巴(polyAtail)三、轉(zhuǎn)錄后的加工帽子結(jié)構(gòu)5pppGp…5GpppGp…pppG

ppi鳥苷酸轉(zhuǎn)移酶5

m7GpppGp…甲基轉(zhuǎn)移酶SAM帽子結(jié)構(gòu)的生成5ppGp…磷酸酶

Pi2.mRNA的剪接1.

hnRNA核內(nèi)的初級mRNA稱為核不均一RNA(hetero-nuclearRNA,hnRNA)真核生物結(jié)構(gòu)基因，由若干個編碼區(qū)(外顯子)被非編碼區(qū)(內(nèi)含子)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(splitegene)CABD編碼區(qū)A、B、C、D非編碼區(qū)2.外顯子(exon)和內(nèi)含子(intron)外顯子在斷裂基因及其初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上出現(xiàn)，具有表達(dá)活性的編碼序列。內(nèi)含子隔斷基因的線性表達(dá)而在剪接過程中被除去的核酸序列。沒有表達(dá)活性的間隔序列。(二)tRNA的轉(zhuǎn)錄后加工tRNA前體TGGCNNAGTGCGGTTCGANNCCDNAtRNA核苷酸轉(zhuǎn)移酶、連接酶ATPADP堿基修飾（2）還原反應(yīng)如：UDHU（3）核苷內(nèi)的轉(zhuǎn)位反應(yīng)如：Uψ（4）脫氨反應(yīng)如：A

I如：AAm（1）甲基化（1）（1）（3）（2）（4）(三)rRNA的轉(zhuǎn)錄后加工轉(zhuǎn)錄45S-rRNA剪接18S-rRNA5.8S和28S-rRNArDNA內(nèi)含子內(nèi)含子28S5.8S18S復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別復(fù)制轉(zhuǎn)錄模板兩股鏈均復(fù)制模板鏈轉(zhuǎn)錄(不對稱轉(zhuǎn)錄)原料dNTPNTP酶DNA聚合酶RNA聚合酶(RNA-pol)產(chǎn)物子代雙鏈DNA(半保留復(fù)制)mRNA、tRNA、rRNA配對A-T、G-CA-U、T-A、G-C引物需要不需要連續(xù)性半不連續(xù)連續(xù)方向性雙向單向蛋白質(zhì)的生物合成

（翻譯）

ProteinBiosynthesis，Translation第十三章1．翻譯2．分子病3．遺傳密碼1.以鐮刀型紅細(xì)胞貧血為例解釋說明分子?。勘菊轮攸c(diǎn)蛋白質(zhì)的生物合成，即翻譯，就是將核酸中由4種核苷酸序列編碼的遺傳信息，通過遺傳密碼破譯的方式解讀為蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)中20種氨基酸的排列順序

。（二）酶及眾多蛋白因子一、參與蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì)包括（三）RNAmRNA（messengerRNA,信使RNA）rRNA（ribosomalRNA,核蛋白體RNA）tRNA（transferRNA,轉(zhuǎn)移RNA）（一）原料20種氨基酸(AA)作為原料二.mRNA與遺傳密碼遺傳學(xué)將編碼一個多肽的遺傳單位稱為順反子(cistron)。原核細(xì)胞中數(shù)個結(jié)構(gòu)基因常串聯(lián)為一個轉(zhuǎn)錄單位，轉(zhuǎn)錄生成的mRNA可編碼幾種功能相關(guān)的蛋白質(zhì)，為多順反子(polycistron)

。真核mRNA只編碼一種蛋白質(zhì)，為單順反子(singlecistron)

。

真核生物的多順反子原核生物的單順反子非編碼序列核蛋白體結(jié)合位點(diǎn)起始密碼子終止密碼子編碼序列PPP5

3

蛋白質(zhì)PPPmG-5

3

蛋白質(zhì)mRNA分子上從5

至3

方向，由AUG開始，每3個核苷酸為一組，決定肽鏈上某一個氨基酸或蛋白質(zhì)合成的起始、終止信號，稱為三聯(lián)體密碼(tripletcoden)。起始密碼(initiationcoden):AUG終止密碼(terminationcoden):UAA，UAG，UGA

mRNA上存在遺傳密碼遺傳密碼表從mRNA5

端起始密碼子AUG到3

端終止密碼子之間的核苷酸序列，各個三聯(lián)體密碼連續(xù)排列編碼一個蛋白質(zhì)多肽鏈1.連續(xù)性(commaless)編碼蛋白質(zhì)氨基酸序列的各個三聯(lián)體密碼連續(xù)閱讀，密碼間既無間斷也無交叉。遺傳密碼的特點(diǎn)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(frameshiftmutation)。

2.簡并性(degeneracy)遺傳密碼中，除色氨酸和甲硫氨酸僅有一個密碼子外，其余氨基酸有2、3、4個或多至6個三聯(lián)體為其編碼。2.簡并性(degeneracy)4.通用性蛋白質(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。

3.方向性5.擺動性(wobble)轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的tRNA的反密碼需要通過堿基互補(bǔ)與mRNA上的遺傳密碼反向配對結(jié)合，但反密碼與密碼間不嚴(yán)格遵守常見的堿基配對規(guī)律，稱為擺動配對。U擺動配對密碼子、反密碼子配對的擺動現(xiàn)象tRNA反密碼子第1位堿基IUGACmRNA密碼子第3位堿基U,C,AA,GU,CUG原核生物真核生物核蛋白體小亞基大亞基核蛋白體小亞基大亞基S70S30S50S80S40S60SrRNA16S-rRNA5S-rRNA23S-rRNA18S-rRNA28S-rRNA5S-rRNA5.8S-rRNA蛋白質(zhì)rpS21種rpL36種rpS33種rpL49種不同細(xì)胞核蛋白體的組成三、rRNA與核糖體核蛋白體的組成四、tRNA與氨基酸的活化反密碼環(huán)氨基酸臂氨基酸+tRNA氨基酰-tRNAATP

AMP＋PPi氨基酰-tRNA合成酶氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyl-tRNAsynthetase)（一）氨基酸的活化氨基酰-tRNA合成酶對底物氨基酸和tRNA都有高度特異性。氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性(proofreadingactivity)。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-tRNAifMet起始肽鏈合成的氨基酰-tRNA翻譯的起始(initiation)翻譯的延長(elongation)翻譯的終止(termination)整個翻譯過程可分為：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)。第二節(jié)蛋白質(zhì)生物合成的過程1.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(fù)合物

(translationalinitiationcomplex)。（二）核蛋白體循環(huán)核蛋白體大小亞基分離；mRNA在小亞基定位結(jié)合；起始氨基酰-tRNA的結(jié)合；

核蛋白體大亞基結(jié)合。IF-3IF-1(1)核蛋白體大小亞基分離AUG5'3'IF-3IF-1(2)mRNA在小亞基定位結(jié)合S-D序列IF-3IF-1IF-2GTP(3)原核生物起始氨基酰tRNA(fMet-tRNAimet)結(jié)合到小亞基AUG5'3'IF-3IF-1IF-2GTPGDPPi(4)核蛋白體大亞基結(jié)合，起始復(fù)合物形成AUG5'3'IF-3IF-1AUG5'3'IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi真核生物翻譯起始復(fù)合物形成核蛋白體大小亞基分離；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。met40S60SMetMet40S60SmRNAeIF-2B、eIF-3、

eIF-6①elF-3②GDP+Pi各種elF釋放elF-5④ATPADP+PielF4E,elF4G,elF4A,elF4B,PAB③MetMet-tRNAiMet-elF-2-GTP真核生物翻譯起始復(fù)合物形成過程2.肽鏈的延長指根據(jù)mRNA密碼序列的指導(dǎo)，次序添加氨基酸從N端向C端延伸肽鏈，直到合成終止的過程。肽鏈延長在核蛋白體上連續(xù)性循環(huán)式進(jìn)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：進(jìn)位(entrance)成肽(peptidebondformation)轉(zhuǎn)位(translocation)延伸過程所需蛋白因子稱為延長因子(elongationfactor,EF)原核生物：EF-T(EF-Tu,EF-Ts)EF-G真核生物：EF-1、EF-2原核延長因子生物功能對應(yīng)真核延長因子EF-Tu促進(jìn)氨基酰-tRNA進(jìn)入A位，結(jié)合分解GTPEF-1-αEF-Ts調(diào)節(jié)亞基EF-1-βγEFG有轉(zhuǎn)位酶活性，促進(jìn)mRNA-肽酰-tRNA由A位前移到P位，促進(jìn)卸載tRNA釋放EF-2肽鏈合成的延長因子又稱注冊(registration)（1）進(jìn)位指根據(jù)mRN