﹡ 原料——20种氨基酸
﹡ 模板——mRNA
﹡ 氨基酸的运载工具——tRNA
﹡ 场所——核糖体
﹡ 酶——氨酰- tRNA合成酶、转肽酶
﹡ 蛋白因子——起始因子、延长因子、终止因子
﹡ 能量——ATP、GTP
﹡ 其它——

为什么mRNA适于作DNA的信使?
◆ mRNA是由基本单位——核苷酸连接而成,跟DNA一样能储存遗传信息。
◆ mRNA一般为单链,比DNA短,能通过核孔,从细胞核转移到细胞质中。
◆ mRNA与DNA的关系中,也遵循“碱基互补配对原则”。

为什么mRNA适于作蛋白质合成的模板?
◆ mRNA储存DNA的遗传信息
◆ mRNA蕴含与蛋白质的对应关系
——遗传密码与密码子
一、mRNA与遗传密码
1、遗传密码(genetic code)
mRNA中的核苷酸序列与蛋白质中氨基酸序列之间的对应关系,称为遗传密码。
遗传密码表
密码子(codon): mRNA中三个连续的核苷酸可编码一种氨基酸,这种核苷酸三联体称为密码子。
起始密码(initiation coden) :5ˊ端第一个AUG表示起动信号,并代表甲酰蛋氨酸(细菌)或蛋氨酸(高等动物)
终止密码(termination coden) :UAA、UAG或UGA(不编码氨基酸)
2.mRNA的功能结构
mRNA上能够编码一条多肽链合成的区段叫做编码区。
编码区的第一个密码子必定是AUG,最后一个密码子必定是UAA或UAG或UGA,从第一个密码子到最后一个密码子之间间隔3n个核苷酸。
N-蛋氨酸-苏氨酸-精氨酸-赖氨酸-色氨酸-脯氨酸-天冬酰胺-天冬氨酸-C

例1
真核生物某蛋白质N-端氨基酸相对应的DNA双螺旋的模板链序列是:
ATACCGCCCCATTTT,请写出该蛋白质的N-端氨基酸序列。
解析:

例2
某蛋白质C-端氨基酸相对应的DNA双螺旋中有意义链是:
ATACCGCAACTCGTAATC,请写出该蛋白质的C-端氨基酸序列。
解析:

3.遗传密码的特点※
(1)编码性:除三个终止密码子外其它所有密码子都和氨基酸相对应。

(2)简并性
遗传密码中,除色氨酸和甲硫氨酸仅有一个密码子外,其余氨基酸有2、3、4个或多至6个三联体为其编码。

(3)通用性
☆ 蛋白质生物合成的整套密码,从原核生物到人类都通用。
☆ 少数例外,如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。例如通用密码子AGG编码精氨酸,而在人体线粒体中是终止密码子。
(4)无标点性、不重叠性
编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码连续阅读,密码间既无间断也无交叉。

(5)摆动性
反密码子与密码子间不严格遵守常见的碱基配对规律,前两位碱基严格配对,第三位碱基配对有较大的灵活性,称为摆动配对。
摆动配对


密码子、反密码子配对的摆动现象

为什么tRNA适合作氨基酸的运载工具?

1.tRNA的氨基酸臂可以与氨基酸结合。
2.tRNA上有3个特定碱基组成的一个反密码子与mRNA链上的密码子配对,识别mRNA链上的密码子,保证氨基酸按mRNA的碱基顺序入号。
3.被特定的氨酰-tRNA合成酶所识别。

二、氨基酸的搬运工具——tRNA
1.tRNA的功能区
氨基酸臂……与氨基酸结合
DHU环………与氨酰-tRNA合成酶结合
反密码环……识别密码子
TψC环…….与核蛋白体结合
2.反密码子(anticodon)
tRNA反密码环中间的3个核苷酸,可与mRNA密码子配对
反密码子的第一位核苷酸(5ˊ端)常为I
为什么核糖体适合作蛋白质合成的场所?

三、多肽链的"装配机"——核蛋白体
1. 核糖体上的功能区
(1) 结合部位
① mRNA结合部位:
大小亚基之间存在一条细沟,用于接纳mRNA;
② tRNA结合部位:有2个,P位与A位
※氨酰基部位(A位)—— 氨酰tRNA的结合部位
※肽基部位 (P位) —— 正在延长的多肽基tRNA的结合部位;
tRNA的这两个结合部位有一小部分在30S亚基内,大部分在50S亚基内。
(2) 催化部位
① 催化肽键形成的部位:
称为肽基转移酶,又叫转肽酶。位于大亚基上。
1992年发现该活性是由23S rRNA提供的。
② 催化GTP水解的部位:
位于大亚基上,在核糖体移位期间将GTP水解成GDP和Pi。
(3) 排出部位——E位

原核生物翻译过程中核蛋白体结构模式

四、蛋白质合成中两个关键酶

特点:绝对专一性;校正活性
这是一个古老的具有校编功能的蛋白质,王恩多等对其催化专一性进行了较深入研究。阅读“与人类疾病相关的几种线粒体氨基酰-tRNA合成酶”,2008-35(8),生物化学与生物物理研究进展
“哺乳动物氨基酰-tRNA合成酶的研究”,2006,3,生物科学。

第一步反应

第二步反应
氨基酸tRNA的合成,可使氨基酸①活化;②搬运;③定位。

2.转肽酶:催化蛋白质分子中肽键的形成。

五、辅助因子
1.蛋白质因子(原核生物)
在蛋白质合成体系中,还有溶解在胞质中的蛋白质,在蛋白质合成的不同阶段起作用,分别有:

2.其它因子 ATP、GTP、

