南京农大动物生物化学15.pptx
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1、第第1515章章 蛋白质翻译蛋白质翻译 Protein Biosynthesis (Translation)Protein Biosynthesis (Translation)本章主要内容:本章主要内容:4 翻译系统翻译系统4 蛋白质生物合成的过程蛋白质生物合成的过程4 多肽链翻译后的修饰多肽链翻译后的修饰4 蛋白质的到位蛋白质的到位 基因在原核和真核细胞中最终得到表达基因在原核和真核细胞中最终得到表达原料原料氨基酸,氨基酸,2020种种mRNAmRNA是合成蛋白质的是合成蛋白质的“蓝图(或模板)蓝图(或模板)”tRNAtRNA是原料氨基酸的是原料氨基酸的“搬运工搬运工”rRNArRNA与多种
2、蛋白质结合成核糖体与多种蛋白质结合成核糖体作为合成多肽链的作为合成多肽链的装配装配机(操作台)机(操作台)1 1、蛋白质的翻译系统、蛋白质的翻译系统蛋白质翻译系统示意图蛋白质翻译系统示意图 mRNA是遗传信息的载体(载有遗传密码,是遗传信息的载体(载有遗传密码,genetic codegenetic code),),是合成蛋白质的蓝图(模板),它以一系列三联体密码子是合成蛋白质的蓝图(模板),它以一系列三联体密码子(codoncodon)的形式从)的形式从DNADNA转录了遗传信息。每个密码子代表一个氨转录了遗传信息。每个密码子代表一个氨基酸。基酸。mRNAmRNA占细胞总占细胞总RNARNA
3、的的5-10%5-10%,不稳定,寿命短。,不稳定,寿命短。原核的原核的mRNA mRNA 是多顺反子是多顺反子;真核的真核的mRNA mRNA 是单顺反子。是单顺反子。1.11.1、mRNA,信使,信使RNA 遗传密码遗传密码 上世纪上世纪60年代,利用均聚核苷酸实验,破译了遗传密码。年代,利用均聚核苷酸实验,破译了遗传密码。遗传密码为遗传密码为三联体三联体(每三个碱基代表一个氨基酸),(每三个碱基代表一个氨基酸),由由5到到3阅读阅读,无间断。即使在少数重叠基因(如病毒)中,无间断。即使在少数重叠基因(如病毒)中,其开放阅读框架(其开放阅读框架(reading frame)仍按此原则。)仍
4、按此原则。密码有密码有简并性简并性(degeneracy),即一个氨基酸可由几个密),即一个氨基酸可由几个密码子表示;码子表示;通用性通用性,大多数生物使用同样的遗传密码,但也,大多数生物使用同样的遗传密码,但也会有所偏爱。会有所偏爱。一般起始密码为一般起始密码为AUG。UAA,UAG和和UGA为终止密码。为终止密码。遗遗 传传 密密 码码 表表 原核原核tRNAtRNA有有30-4030-40种,真核有种,真核有50-6050-60种,含种,含70-9070-90个核苷酸,个核苷酸,并有多种稀有碱基。并有多种稀有碱基。tRNAtRNA是最小的是最小的RNARNA,占细胞总占细胞总RNA RN
5、A 的的15%15%左右,其功能是搬运氨左右,其功能是搬运氨基酸和解读密码子。基酸和解读密码子。tRNA tRNA 具有具有“四环一臂四环一臂”和和“三叶草三叶草”形的典型结构。形的典型结构。注意:注意:3 3端端CCACCA氨基酸受位和反密码子环氨基酸受位和反密码子环1.2、tRNA,转运,转运RNAtRNA的结构的结构“四环一臂四环一臂”倒倒L形的三级结构形的三级结构 tRNAtRNA的功能是解读的功能是解读mRNAmRNA上的密码子和搬运氨基酸上的密码子和搬运氨基酸 tRNAtRNA上上至少有至少有4 个位点与多肽链合成有关:即个位点与多肽链合成有关:即3CCA氨基酸接受位点氨基酸接受位
6、点、氨基酰氨基酰-tRNA合成酶识别位点、核糖体识别位点和合成酶识别位点、核糖体识别位点和反密码子位点反密码子位点。每一个氨基酸有其自身的每一个氨基酸有其自身的tRNAtRNA。氨基酸的羧基与。氨基酸的羧基与tRNAtRNA的的 3 3 CCA-OH CCA-OH以以酯键结合。酯键结合。氨基酸与氨基酸与mRNAmRNA相应的密码子正确相应的密码子正确“对号对号”须依赖于须依赖于tRNAtRNA的反密码子。的反密码子。密码子与反密码子的配对方式密码子与反密码子的配对方式变偶性变偶性反密码子反密码子5 5端的碱基与密码子的第三位配对不严格端的碱基与密码子的第三位配对不严格 核糖体是核糖体是rRNA
7、 rRNA 与几十种蛋白质的复合体,有大、小两个亚基构与几十种蛋白质的复合体,有大、小两个亚基构成。含有合成蛋白质多肽链所必需的酶、起始因子(成。含有合成蛋白质多肽链所必需的酶、起始因子(IFIF)、延伸因子)、延伸因子(EFEF)、释放因子()、释放因子(RFRF)等。)等。原核的核糖体(原核的核糖体(70S70S)=30S=30S小亚基小亚基 +50S+50S大亚基大亚基 其中其中 30S30S小亚基含小亚基含16S rRNA 16S rRNA 和和2121种蛋白质种蛋白质 50S50S大亚基含大亚基含23S23S,5SrRNA5SrRNA和和3434种蛋白质种蛋白质 真核的核糖体(真核的
8、核糖体(80S80S)=40S=40S小亚基小亚基 +60S+60S大亚基大亚基 其中其中 40S 40S 小亚基含小亚基含18S rRNA 18S rRNA 和和3333种蛋白质种蛋白质 60S 60S 大亚基含大亚基含28S28S,5.8S5.8S,5SrRNA5SrRNA和和4545种蛋白质种蛋白质1.3、rRNA与核糖体(与核糖体(ribosome)rRNA 只有只有4-5种占细胞种占细胞RNA 的大部分的大部分。图为原核生物的两种图为原核生物的两种16S rRNA和和5S rRNA 的结的结构构小亚基大亚基tRNA核糖体核糖体原核原核70S70S核糖体和真核核糖体和真核80S80S核
9、糖体的结构和组成核糖体的结构和组成 核糖体有核糖体有4 4个基本功能个基本功能1.1.容纳容纳mRNAmRNA,并能沿着,并能沿着mRNAmRNA由由5 53 3 移动,由移动,由tRNAtRNA解读其密码;解读其密码;2.2.氨基酰位点(氨基酰位点(A A位点位点),可结合氨),可结合氨基酰基酰-tRNA-tRNA(AA-tRNAAA-tRNA););3.3.肽酰基位点(肽酰基位点(P P位点位点),可结合肽),可结合肽酰基酰基-tRNA-tRNA(肽(肽-tRNA-tRNA););4.4.肽酰基转移酶中心,是形成肽酰基转移酶中心,是形成肽键肽键的的位点等。位点等。所有参与合成多肽链的氨基酸
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