蛋白质的合成与翻译
第十五章 蛋白质的生物合成-翻译
二、tRNA
tRNA是氨基酸的搬运工具。 tRNA是多肽链和mRNA之间的 重要转换器。 每一种氨基酸可以有一种以上 tRNA作为运载工具。 能够携带相同氨基酸而反密码子 不同的一组tRNA分子称为氨基 酸的同工受体tRNA （isoaccepting tRNA） 。
tRNA须具备的功能 • 与氨基酸结合（3’末端） • 识别特异的氨酰-tRNA合成酶（D环） • 识别mRNA链上密码子 • 与核糖体结合，使延长中的肽链附着于核糖体上（TψC环）
蛋白质生物合成过程包括： 1. 氨基酸的活化； 2. 合成起始； 3. 肽链延伸：进入、转肽、移位； 4. 终止合成。
一、氨基酸的活化
二、合成的起始阶段
核糖体大小亚基分离； mRNA在小亚基定位结合； 起始氨酰tRNA的结合； 核糖体大亚基结合。
1. 核糖体大、小亚基分离 IF1和IF3与30S小亚基结合，促进核糖体大、小
翻译过程实际上就是由tRNA携带着氨基酸，逐一识别 mRNA上的密码子，并将氨基酸依密码子的排序相互 连接的过程。核糖体是翻译的场所。
一、mRNA模板和遗传密码
• mRNA是翻译的直接模板。 （一）遗传密码的破译
mRNA上四种核苷酸→组成蛋白质的20种aa
核苷酸与氨基酸对应关系？
3个相邻的核苷酸→1个aa， 有43种排列→64种密码子
• 核糖体可以看作是一个大分子的机构，它具有许多精密的 配合部分，来挑选并管理参与蛋白质合成的各个组分。它 参与多肽链的启动、延伸和终止的各种因子的识别。
原核生物核糖体
5S rRNA， 23S rRNA 50S
34种蛋白质 70S
16S rRNA 30S
21种蛋白质
真核生物核糖体
5SrRNA，5.8SrRNA，28SrRNA 60S
蛋白质合成的过程从DNA到蛋白质的转录与翻译
蛋白质合成的过程从DNA到蛋白质的转录与翻译蛋白质合成的过程：从DNA到蛋白质的转录与翻译蛋白质是生物体内起着重要功能的大分子，它们通过转录和翻译过程，由DNA中的遗传信息合成而来。
本文将详细介绍蛋白质合成的过程，包括转录和翻译。
一、转录过程转录是指将DNA中的遗传信息转换成RNA的过程。
具体而言，它包括以下几个主要步骤：1.1 RNA聚合酶的结合与解离转录起始于RNA聚合酶在DNA上的结合。
在这个过程中，RNA聚合酶识别并结合到DNA上的转录起始位点，形成一个闭合的酶-DNA复合物。
之后，DNA的双链被解开，形成一个转录起始复合物。
接着，在DNA模板链上的3'端开始合成RNA链，而DNA模板链则被RNA聚合酶顺次解开并进行复制。
1.2 RNA链的合成合成RNA链的过程可以概括为三个主要步骤：延伸、合成和终止。
即在转录的过程中，RNA聚合酶使用DNA模板链将相应的核苷酸以互补配对的方式添加到正在合成的RNA链上，直到读取到终止密码子为止。
然后，RNA聚合酶会解离开DNA模板链，并释放出合成的RNA链。
1.3 RNA修饰与RNA剪接在转录过程中，合成的RNA链经历了一系列修饰过程。
这些修饰可以包括甲基化、编辑以及选择性剪接等。
例如，在剪接过程中，内含子被剪接酶切除，使得转录后的RNA只保留下外显子。
这样的修饰过程可以进一步增加蛋白质的多样性。
二、翻译过程翻译是指将转录得到的RNA信息转化成蛋白质的过程。
这一过程包含以下几个主要步骤：2.1 起始子的识别与结合翻译过程起始于核糖体与mRNA的结合，核糖体能够通过识别mRNA中信号序列找到正确的起始位点。
一旦核糖体识别到起始位点，它会停止在该位点上，并等待与tRNA结合形成初始的tRNA位点。
2.2 肽链的延长与蛋白质的合成在起始位点形成后，双股的基因就开始移动，使得第一个tRNA位于A位点（接受位点）。
接着，一个具有亚甲基肉眼醇（methionine）的大肽链开始合成。
蛋白质合成和翻译过程
蛋白质合成和翻译过程蛋白质合成和翻译是细胞中一系列重要的生物化学过程，它们对于维持生命活动和遗传信息的传递起着至关重要的作用。
本文将介绍蛋白质的合成和翻译过程，并探讨其中的关键步骤和调控机制。
一、蛋白质合成的概述蛋白质合成是指通过翻译过程将基因中的密码子信息转化为氨基酸序列的过程。
这一过程发生在细胞的核糖体中，需要参与的重要组分包括核糖体RNA（rRNA）、转运RNA（tRNA）和核糖体蛋白（r-protein）。
蛋白质的合成过程主要包括以下几个步骤：转录前改造、基因表达和剪接、mRNA的运输和翻译。
二、蛋白质合成的关键步骤1. 转录前改造：在真核生物中，基因中的DNA序列首先被转录为一段称为前体mRNA（pre-mRNA）的分子。
pre-mRNA在细胞核中经历剪接、加工修饰等一系列修饰过程，形成成熟mRNA，然后被送到细胞质中进行蛋白质的合成。
2. 基因表达和剪接：基因中的DNA序列会被RNA聚合酶复制为pre-mRNA分子，pre-mRNA中的外显子和内含子序列通过剪接机制的作用而被正确拼接，生成成熟mRNA。
剪接是蛋白质合成的一个重要调控途径，可以产生多个不同的成熟mRNA，从而扩大蛋白质的功能多样性。
3. mRNA的运输和翻译：成熟的mRNA被转运至细胞质，与核糖体结合，开始翻译过程。
核糖体是含有rRNA和r-protein的颗粒状结构，其功能是识别mRNA上的密码子并配对tRNA上的氨基酸。
4. 翻译过程：翻译过程包括起始、延伸和终止三个主要阶段。
起始阶段是核糖体识别mRNA上的起始密码子AUG，并结合甲硫氨酸（methionine）氨基酸。
延伸阶段是核糖体识别并匹配mRNA上的密码子，通过tRNA上的氨基酸与新到的氨基酰-tRNA结合，形成肽键，扩大多肽链。
终止阶段是核糖体识别到终止密码子，结束翻译，完成多肽链的合成。
三、蛋白质合成的调控机制蛋白质合成过程中存在着复杂的调控机制，包括转录调控、翻译调控和蛋白质降解等。
蛋白质合成和翻译的机制
蛋白质合成和翻译的机制蛋白质合成（protein synthesis）是细胞中的一项重要生物过程，它涉及蛋白质的合成和翻译。
蛋白质是生命的基础组成单位，对于维持细胞结构、调节代谢和参与信号传导等功能至关重要。
本文将介绍蛋白质合成和翻译的机制，并探讨其在细胞中的作用。
一、蛋白质合成的步骤蛋白质合成经过两个主要的步骤：转录（transcription）和翻译（translation）。
转录发生在细胞核中，将DNA的信息转录成RNA；而翻译则发生在细胞质的核糖体中，将RNA的信息翻译成氨基酸序列形成蛋白质。
（一）转录转录是DNA模板信息的复制过程，将DNA的信息转录成RNA。
转录分为三个主要步骤：起始、延伸和终止。
1. 起始起始是由RNA聚合酶（RNA polymerase）在DNA上找到具有启动子序列的基因的起始点，并与之结合的过程。
启动子序列一般位于基因的上游区，其中较为重要的是TATA盒子，它在真核生物中是转录起始的信号。
2. 延伸延伸是RNA聚合酶沿DNA模板链上的读取和合成RNA的过程。
在延伸过程中，RNA聚合酶将模板链的碱基与互补的核苷酸三磷酸二核苷酸（NTP）结合，形成RNA链。
这一步骤一直持续到到达终止信号。
3. 终止终止是转录过程的最后一步，当RNA聚合酶到达基因的终止信号时，它将停止合成RNA链，并与DNA分离。
（二）翻译翻译是将RNA的信息翻译成氨基酸序列，形成蛋白质的过程。
翻译包含三个主要步骤：起始、延伸和终止。
1. 起始起始是由核糖体锚定在起始密码子（AUG）上的过程。
起始密码子一般编码甲硫氨酸（methionine），它指示翻译的起始点。
2. 延伸延伸是通过核糖体沿mRNA链读取信息和合成多肽链的过程。
核糖体将每个三联密码子与互补的tRNA分子配对，tRNA上的氨基酸逐渐连在一起形成多肽链。
3. 终止终止是翻译过程中的最后一步，当核糖体到达终止密码子时，它会释放合成的多肽链，并停止翻译过程。
生物的蛋白质合成与翻译
生物的蛋白质合成与翻译蛋白质是生物体内最重要的有机物之一，在细胞的生命活动中发挥着重要的作用。
蛋白质的合成过程包括两个主要的步骤：转录和翻译。
本文将详细介绍生物的蛋白质合成与翻译的过程，以及相关的调控机制。
一、蛋白质合成的转录蛋白质合成的第一步是转录，即将DNA上的遗传信息转录成RNA分子。
转录是在细胞核内进行的，通过RNA聚合酶与DNA模板链结合，合成mRNA（信使RNA）。
转录过程分为启动、延伸和终止三个阶段。
1. 启动转录的启动是由转录因子与启动子序列的结合引发的。
转录因子与DNA结合后，使RNA聚合酶定位于启动子上，准备进行下一步的延伸。
2. 延伸转录的延伸阶段是RNA聚合酶在DNA模板链上进行链合反应的过程。
RNA聚合酶依据DNA模板链的碱基序列合成互补的mRNA链，其中腺嘌呤（A）和胸腺嘧啶（U）相互配对，鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）相互配对。
3. 终止转录的终止是在到达终止序列时，mRNA链与DNA模板链解离，同时RNA聚合酶释放出来，完成对该段DNA的转录。
二、蛋白质合成的翻译翻译是指将mRNA上的遗传信息转化为蛋白质的过程，主要发生在细胞的核糖体中。
翻译过程涉及到mRNA、tRNA、核糖体等多个因素的参与。
1. 起始子翻译的起始子是由mRNA上的AUG密码子（编码蛋氨酸）和特定的起始tRNA（Met-tRNA）一起组成的。
起始tRNA含有特定的氨基酸蛋氨酸（Met）。
2. 终止子翻译的终止子是由mRNA上的终止密码子（UAA、UAG、UGA）组成。
不同的终止密码子会引发终止蛋白合成的信号。
3. tRNA的识别与配对tRNA通过其上的抗密码子与mRNA上的密码子进行识别与配对，从而将适当的氨基酸带入核糖体上。
4. 多肽链的延伸核糖体上的rRNA会将适当的tRNA带入核糖体的A位（接纳位），tRNA与mRNA上的密码子进行互补配对。
核糖体上的rRNA还具有脱氨酶活性，使tRNA上的氨基酸与并入的氨基酸发生肽键连接。
蛋白质合成与翻译的实验探究
蛋白质合成与翻译的实验探究蛋白质是构成生物体的基本组成部分之一，其合成与翻译过程一直是生物学研究的热点之一。
本文将探讨蛋白质合成与翻译的实验方法及其重要性。
一、蛋白质合成的实验方法蛋白质合成实验主要通过体外翻译和体内翻译两种方法进行。
体外翻译是在离体条件下进行的，可以通过添加适当的底物和酶来合成蛋白质。
体内翻译则是在活体细胞内进行的，通过转染外源性DNA或RNA来实现蛋白质的合成。
在体外翻译实验中，最常用的方法是利用细胞提取物作为反应体系。
首先，将细胞破碎并离心，得到细胞提取物。
然后，将所需的mRNA加入反应体系中，通过添加适当的酶和底物，使蛋白质合成反应发生。
最后，通过SDS-PAGE和Western blot等方法对合成的蛋白质进行分析和检测。
在体内翻译实验中，常用的方法是利用细胞转染技术。
通过将外源性DNA或RNA导入细胞内，使其在细胞内进行蛋白质合成。
这种方法可以用来研究蛋白质的功能和调控机制。
例如，科学家可以通过转染外源性基因来研究某个蛋白质在细胞中的定位和相互作用。
二、蛋白质合成与翻译的重要性蛋白质合成与翻译是生物体内最基本的生化过程之一，对于维持细胞功能和生命活动至关重要。
通过实验探究蛋白质合成与翻译的机制，可以深入了解蛋白质的合成过程以及其在细胞中的功能和调控。
首先，蛋白质合成与翻译的实验研究可以揭示蛋白质合成的机制。
通过研究蛋白质合成的各个环节，可以了解mRNA的翻译、核糖体的组装和蛋白质的折叠等过程。
这对于深入理解细胞的生物学过程具有重要意义。
其次，蛋白质合成与翻译的实验研究可以帮助解析蛋白质的功能和调控机制。
蛋白质是细胞的工作马，参与调控细胞的各种生命活动。
通过实验探究蛋白质的合成和翻译过程，可以揭示蛋白质的功能和相互作用。
这对于研究疾病的发生机制和开发新药具有重要意义。
最后，蛋白质合成与翻译的实验研究对于生物技术的发展也具有重要影响。
蛋白质合成与翻译是基因工程和蛋白质工程的基础，通过实验研究可以提高蛋白质的产量和纯度，并开发出更多的蛋白质表达系统。
蛋白质的生物合成(翻译)
已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植 物细胞的叶绿体等。 密码的通用性进一步证明各种生物进化自同 一祖先。
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4. 方向性(direction)： 指阅读mRNA模板上的三联体密码时，只能沿 5’→3’方向进行。
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5. 摆动性(wobble) 转运氨基酸的tRNA的反密码需要通过碱基互 补与mRNA上的遗传密码反平行配对结合，但 反密码与密码间不严格遵守常见的碱基配对规 律，称为摆动配对。
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一、mRNA模板及遗传密码
mRNA是翻译的直接模板
遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为顺反 子(cistron)。 原核细胞中数个结构基因常串联为一个转录 单位，转录生成的 mRNA 可编码几种功能相 关的蛋白质，为多顺反子(polycistron) 。 真核 mRNA只编码一种蛋白质，为单顺反子 (single cistron) 。
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1. 核蛋白体大、小亚基分离： IF-1和IF-3与小亚基结合，促进核蛋白体大、小 亚基拆离，为新一轮合成作准备。
IF-3
IF-1
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2. mRNA在小亚基的精确定位结合：
5' IF-3
AUG
3' IF-1
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S-D序列
原核mRNA的起始部位由一段富含嘌呤的特殊
核苷酸顺序组成，称为S-D序列（核蛋白体结合
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五、延长因子（EF）
与多肽链合成的延伸过程有关的蛋白因子称为 延长因子（elongation factor，EF）。 原核生物中存在3种延长因子（EFTU，EFTS， EFG），真核生物中存在2种（EF1，EF2）。 EF的作用主要促使氨基酰tRNA进入核蛋白的 受体，并可促进移位过程。
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第六章__蛋白质的合成――翻译
1、大小:75～95个核苷酸组成的小分子RNA 2、结构：虽然不同来源的tRNA各自的序列 不同，但有很多共同特征： （1）碱基成分相近，含有稀有碱基，且很稳 定。
这些稀有（或特殊）碱基是多核苷酸链的正常碱基 在转录后由酶的修饰作用形成的，例如假尿嘧啶 （ψU）就是尿苷经异构化作用使尿嘧啶与核糖结 合的位置从环1位的N转移到环5位的C而形成的； 双氢尿嘧啶是尿苷经酶的作用使5位和6位之间的C 双键减为单键而而形成的。
A 或 Ala
R 或 Arg N 或 Asn D 或 Asp C 或 Cys Q 或 Gln E 或 Glu G 或 Gly H 或 His I 或 Ile L 或 Leu K 或 Lys M 或 Met F 或 Phe P 或 Pro S 或 Ser T 或 Thr W 或 Trp Y 或 Tyr V 或 Val
三、氨基酸与tRNA的连接
1、氨基酰tRNA的合成 氨基酸通过高能酰基连接到tRNA 3′端的腺 苷酸上使tRNA负载，连接了氨基酸的tRNA 分子称为负载的（charged）tRNA，未连接 氨基酸的tRNA分子称为空载的（uncharged） tRNA。 负载过程需要氨基酸的羧基与tRNA受体臂 末端突出的腺苷酸的2′或3′羟基形成酰基。
二、tRNA的结构与功能
tRNA是密码子和氨基酸之间的转配器。蛋 白质合成的核心是将核苷酸序列的信息 （以密码子的形式）翻译成氨基酸，这是 由tRNA分子完成的，它担当密码子及其所 指定的氨基酸直接的转配器。tRNA分子有 多种，但每一种仅与一个特定的氨基酸结 合并识别mRNA的一个或几个特定的密码子 （多数tRNA识别一个以上密码子）。
受体臂：结合氨基酸的位点而得名，由5′和 3′端的碱基配对而成，3′端的5′-CCA-3′序列 伸出双链外； ψU环：因特殊碱基ψU（假尿嘧啶）的存在 而得名； D环：因双氢尿嘧啶的存在而得名； 反密码子环：包含反密码子，即一个通过 碱基配对识别mRNA的密码子的三核苷酸解 码单位。反密码子的两端由5′端的尿嘧啶和 3′端的嘌呤界定； 可变环：位于反密码子环和ψU环之间，从 3～12bp不等。
蛋白质的生物合成-翻译
先导区
插入顺序
插入顺序
末端顺序
① 半衰期短 ② 许多原核生物mRNA以多顺反子形式存在 ③ AUG作为起始密码；AUG上游7～12个核苷酸处有一被称为SD序列的
保守区， 16S rRNA3’- 端反向互补而使mRNA与核糖体结合。
精选ppt课件
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SD序列(shine-Dalgarno序列):---原核生物 1.位于起始密码上游约10个核苷酸处， 2.序列富含嘌呤(如AGGA /GAGG） 3.能和原核生物核糖体小亚基的16s rRNA相 应 互补。
Hale Waihona Puke 精选ppt课件33
5.70s起始复合物形成
IF3脱落 50S大亚基结合 GTP GDP+Pi IF2、IF1脱落
70s起始复合物组成
大小亚基 mRNA fmet-tRNAimet （结合于核糖体的P位<肽位>）
精选ppt课件
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核蛋白体大小亚基分离
IF-1 IF-3
mRNA在小亚基定位结合
精选ppt课件
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遗 传 密 码 表
2. 遗传密码的基本特点
密码子是近于完全通用(universal)的。 密码间无标点符号且相邻密码子互不重叠。 密码的简并性(degeneracy) ：由一种以上密码子编码同一个 氨基酸的现
象称为简并，对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子(Synonymous codon)。 密码子的摆动性(wobble) :转运氨基酸的tRNA的反密码需要通过碱基互 补与mRNA上的遗传密码反向配对结合，但反密码与密码间不严格遵守 常见的碱基配对规律，称为摆动配对。 64组密码子中，AUG既是的密码，又是起始密 码；有三组密码不编码 任何氨基酸，而是多肽链合成的终止密码子：UAG、UAA、UGA。
蛋白质合成和翻译过程
蛋白质合成和翻译过程蛋白质合成和翻译是生物体内基本的生化过程之一。
它们是细胞通过转录和翻译DNA的遗传信息，合成蛋白质的过程。
蛋白质作为细胞的结构组分和功能分子，对维持生物体的正常生理功能起着关键的作用。
本文将详细介绍蛋白质合成和翻译的过程及相关机制。
一、蛋白质合成过程蛋白质合成是指通过将氨基酸链合成成特定的肽链，最终形成功能完整的蛋白质的过程。
它包括转录和翻译两个主要的步骤。
1. 转录转录是指从DNA模板上合成RNA的过程。
转录的主要特点是DNA的一个酸性链作为模板，通过RNA聚合酶的催化作用，将其转录成相应的RNA分子。
这一过程发生在细胞核中。
在转录过程中，RNA聚合酶根据DNA模板的碱基序列合成RNA 链，其中腺嘌呤（A）对应DNA的胸腺嘧啶（T），胸腺嘧啶（T）对应DNA的腺嘌呤（A），鸟嘌呤（G）对应DNA的钴嘌呤（C），钴嘌呤（C）对应DNA的鸟嘌呤（G）。
转录过程通过三个主要的步骤：启动、延伸和终止来完成。
2. 翻译翻译是指将RNA的信息转化为氨基酸序列的过程。
它发生在细胞质内的核糖体中。
在翻译过程中，RNA通过核糖体将其信息转化为氨基酸序列，形成肽链，进而形成蛋白质。
翻译是以密码子为基本单位进行的，每个密码子由三个核苷酸组成。
在翻译的开始，核糖体会与mRNA上的起始密码子结合，将与之匹配的启动tRNA携带的氨基酸搬移到核糖体上，从而形成蛋白质的第一个氨基酸。
接下来，核糖体将移动到下一个密码子，再次与匹配的tRNA配对，并再次将其携带的氨基酸搬移到核糖体上。
这一过程不断重复，直到遇到终止密码子，翻译过程结束，蛋白质合成完成。
二、蛋白质合成机制蛋白质合成是一个复杂的过程，涉及到许多分子和细胞器的参与。
下面将介绍蛋白质合成过程中的几个关键环节。
1. 激活氨基酸在蛋白质合成的开始阶段，氨基酸需要被激活，即与特定的载体分子tRNA结合，形成活化的tRNA。
这一过程由氨基酸激活酶完成。
激活的tRNA负载着特定的氨基酸，随后与核糖体结合，参与翻译过程。
蛋白质的合成与翻译
蛋白质的合成与翻译蛋白质是生命体中必不可少的重要分子，广泛存在于细胞中发挥着各种重要的功能。
如何合成蛋白质一直是生命科学研究的热点之一，这篇文章将对蛋白质的合成过程以及翻译机制作一个简要介绍。
一、蛋白质的合成蛋白质的合成是一个非常复杂的过程，需要多个分子和机制的参与。
蛋白质的合成从基因的DNA序列开始，经过转录和翻译两个过程完成。
1. 转录转录是指在DNA上的基因序列被转录成RNA序列的过程。
转录起始于基因启动子区域的结合，启动子的结合会导致RNA聚合酶在基因序列上的转录起始点（位于编码区域的上游）结合。
在转录的过程中，RNA聚合酶无需模板，但是在转录时需要使用对应的核苷酸，即A（腺嘌呤）、C（胞嘧啶）、G（鸟嘌呤）、U（尿嘧啶）。
RNA聚合酶沿DNA模板序列进行加成，建立RNA链，这个RNA链与DNA的编码链互补的关系，因此RNA序列中的碱基序列是和DNA中的模板序列相同的（除了U取代了T）。
当RNA聚合酶遇到终止密码子（UAA、UAG或UGA）时，转录终止，聚合酶与RNA单链断裂，完成转录过程。
2. 翻译翻译是指在RNA上的密码子序列被翻译成氨基酸序列的过程。
翻译需要利用核糖体这个蛋白质-核酸复合物，核糖体与mRNA合成的核糖体-RNA复合物一起进行翻译，并且不断将适配体中的氨基酸加入到肽链上。
适配体是由一种RNA分子和一个氨基酸分子形成的结构，能够识别mRNA上的密码子，从而携带对应的氨基酸到核糖体处。
当核糖体遇到终止密码子时，翻译终止，核糖体与RNA断裂，完成翻译过程。
二、蛋白质翻译的调控蛋白质的翻译是由多个分子和机制调控的，其中最重要的分子是启动子和转录因子。
启动子是一些DNA序列，它可以识别转录因子并使之结合于该处以启动转录。
转录因子是一些DNA绑定蛋白，可以调节启动子的功能和响应，也可以调控mRNA在整个过程中的稳定性。
除此之外，miRNA也可以调控蛋白质的翻译。
miRNA是一类大小约为22nt的小分子RNA，它可以与RNA结合使其降解或翻译被抑制。
蛋白质合成与翻译
蛋白质合成与翻译蛋白质是生物体内多种重要分子的基础，它们在细胞结构和功能上起着关键作用。
在细胞内，蛋白质的合成和翻译过程是非常重要的，它们决定了蛋白质的结构和功能。
本文将深入探讨蛋白质的合成和翻译过程，并介绍相关的细胞器和分子机制。
一、蛋白质合成的基本过程蛋白质的合成包括两个主要阶段：转录和翻译。
在转录过程中，DNA信息被转录成RNA，然后在翻译过程中，RNA被翻译成氨基酸序列，最终形成蛋白质。
1. 转录：转录是指通过RNA聚合酶将DNA信息转录成RNA的过程。
在细胞核内，RNA聚合酶会结合到DNA上，按照DNA模板合成一条互补的RNA链，这条RNA链称为mRNA（信使RNA）。
mRNA 是蛋白质合成的模板，它携带着从DNA中复制下来的基因信息，包括蛋白质的氨基酸序列。
2. 翻译：翻译是通过核糖体将mRNA转化为蛋白质的过程。
在翻译开始之前，mRNA先与核糖体结合，随后tRNA（转运RNA）带着特定的氨基酸进入核糖体，通过互补配对原则将氨基酸逐渐加入正在合成的蛋白质链中。
当mRNA上的信息被完全翻译后，生成的蛋白质链被释放出来。
二、蛋白质的合成机制蛋白质合成过程涉及到许多细胞器和分子机制，它们密切配合，确保蛋白质的正确合成。
1. 核糖体：核糖体是蛋白质翻译的主要场所。
核糖体由rRNA（核糖体RNA）和蛋白质组成，它们形成一个复杂的结构，在这个结构中，rRNA发挥着对mRNA和tRNA的识别和定位的作用，使得氨基酸按照正确的顺序加入正在合成的蛋白质链中。
2. tRNA：tRNA是转运RNA的简称，它是连接氨基酸和mRNA的桥梁。
每种tRNA携带着一种特定的氨基酸，并且具有反向的互补配对能力。
在翻译过程中，tRNA根据mRNA的密码子选择性地结合到核糖体上，将正确的氨基酸加入即将形成的蛋白质链中。
3. 蛋白质折叠：蛋白质在合成过程中通常会经历折叠的过程，这是为了使蛋白质链在三维空间中形成特定的结构并具有功能。
动物医学《基础生物化学-蛋白质的生物合成-翻译》课件
SD 序列
A purine-rich Shine-Dalgarno sequence and a AUG codon marks the start site of polypeptide synthesis on bacterial mRNA molecules.
AMP ＋ E
氨基酰-tRNA表示方法：Ser-tRNASer
tRNA与酶结合的模型
tRNA
ATP 氨基酰-tRNA合成酶
氨基酰-tRNA合成酶的特点
氨基酰-tRNA合成酶具有高度特异性， 能够专一识别底物氨基酸和tRNA，保 证了翻译的准确无误。
催化氨基酰-tRNA脱酰基，具有校正活 化过程中可能发生的错误 。
第三步：核糖体大亚基结 合，起始复合物形成
30S复合物释放IF3后，与大亚基结合; IF2结合的GTP被水解，IF1、IF2均脱离。 50S大亚基与30S小亚基、模板mRNA以及
起始fMet-tRNAfMet构成起始复合体。
E
IF-1 IF-1
E
真核细胞的合成起始
起始氨基酸是Met，由特殊的tRNA携带 为Met-tRNAi
P位
A位
二肽酰-tRNA
(fMet成为N末端)
A位
A位成肽后，P位留下空载tRNA
③ 移位
无负荷的tRNA由E位点释放； 肽酰tRNA从A位移到P位； EF-G有转位酶活性，可结合并水解 1
分子GTP，促进核糖体向mRNA的3' 侧移动。
进 位
转肽 移 位
4. 肽链合成的终止
氨基酸进位，肽链形成和延伸，核糖体沿着mRNA的 5’——3’ 方向移位，循环往复，新合成的肽链由N端向 着C端不断延长，直至mRNA上出现终止密码，就没有 氨基酰-tRNA再进入A位点，肽链的合成终止。
蛋白质合成中的转录与翻译过程
蛋白质合成中的转录与翻译过程蛋白质是构成细胞的基本组成部分，也是生命体内实现各种功能的关键分子。
蛋白质的合成过程主要包括转录和翻译两个步骤。
转录是指在细胞核中，由DNA模板合成mRNA的过程；而翻译是指在细胞质中，根据mRNA的信息合成蛋白质的过程。
转录是蛋白质合成的第一步，其关键酶为RNA聚合酶。
转录过程包括启动、延伸和终止三个阶段。
在启动阶段，细胞核中的RNA聚合酶通过与DNA上的特定位点结合，形成转录起始复合物。
启动复合物可以通过识别一段特定的DNA序列，称为启动子，来确定启动位点。
一旦启动复合物形成，RNA聚合酶将开始在DNA模板上滑动，进行转录的延伸阶段。
在延伸过程中，RNA聚合酶会解双螺旋结构，在DNA模板上移动，并依次将核苷酸单元加入新合成的mRNA链上。
终止阶段是转录的最后一步，在这一步骤中，RNA聚合酶到达终止位点时，会停止合成，释放所合成的mRNA链。
一旦mRNA链合成完成，它会经过一系列的加工步骤，以形成成熟的mRNA分子，这个过程称为RNA加工。
RNA加工包括剪接、5'端修饰和3'端聚腺苷酸化等步骤。
剪接是将mRNA链上的内含子序列剪除并连接外显子的过程，以获得成熟的mRNA分子。
这样的剪接过程可以产生多个不同的mRNA亚型，从而增加基因的表达多样性。
5'端修饰是指在mRNA链的5'端加上7-甲基鸟苷（m7G）帽子结构，这个结构可以起到保护mRNA分子、增强mRNA和核糖体的结合等作用。
3'端聚腺苷酸化是在mRNA链的3'端加上一串腺苷酸序列，这个序列可以增强mRNA的稳定性，并起到核糖体识别和催化转录终止的作用。
完成mRNA的合成和加工后，合成的mRNA将离开细胞核，进入细胞质，进行蛋白质的翻译过程。
翻译是将mRNA上的核苷酸序列翻译成氨基酸序列，从而合成蛋白质的过程。
翻译是由核糖体完成的，核糖体是由rRNA（核糖体RNA）和蛋白质组成的复合物。
蛋白质合成和翻译过程的细节解析
蛋白质合成和翻译过程的细节解析在细胞内，蛋白质合成是一个非常重要的生物过程。
它是生命的基础，负责构建细胞器官、催化化学反应、传递信号等多种功能。
蛋白质合成包括两个主要步骤：转录和翻译。
转录是指将DNA上的基因信息转录成mRNA分子，而翻译则是将mRNA的信息翻译成具体的氨基酸序列，从而合成蛋白质。
在转录过程中，DNA的双螺旋结构在合成RNA的过程中被部分解开。
这种解开由转录酶酶促完成。
转录酶会识别DNA上的启动子区域，并开始合成RNA。
合成过程中，转录酶会在DNA模板链上“读取”碱基序列，并拼接相应的核苷酸，形成与DNA模板互补的RNA链。
转录过程包括启动、延长和终止三个阶段。
翻译是将转录得到的mRNA信息转化为氨基酸序列的过程。
翻译是在细胞内的核糖体中进行的，核糖体是由rRNA和蛋白质组成的复杂结构。
翻译过程中，mRNA的核糖体结合部位与tRNA的抗密码子部位互补配对。
tRNA携带着特定的氨基酸，与mRNA上的密码子互补。
这样，一个个氨基酸就被连成了链，形成了蛋白质的基本结构。
翻译过程可以分为三个主要阶段：起始、延伸和终止。
起始阶段是核糖体寻找到mRNA起始密码子的过程，这个密码子通常是AUG。
一旦找到起始密码子，核糖体会招募tRNA并携带初始的氨基酸与之配对。
在延伸阶段，核糖体会按照mRNA上的密码子顺序招募相应的tRNA，每次招募一个tRNA，并用其携带的氨基酸与前一个tRNA携带的氨基酸形成化学键，从而逐渐形成多肽链。
终止阶段是核糖体识别到终止密码子时停止招募tRNA的过程，此时，多肽链释放出来，蛋白质合成完毕。
蛋白质合成过程中，除了以上两个主要步骤外，还有一些辅助的过程和因素。
例如，转录后的mRNA分子在合成过程中可能会被修饰，这种修饰可以在多个层面调控蛋白质的合成速率和稳定性。
另外，还有一些蛋白质在合成后需要经过折叠和修饰才能达到其功能性结构。
此外，细胞内还存在着一些调控蛋白质合成的机制。
蛋白质合成与翻译调控
蛋白质合成与翻译调控在生物学中，蛋白质合成与翻译调控是一个重要的研究领域。
蛋白质是构成生物体的基本组成部分，也是生命活动的重要参与者，因此了解蛋白质合成以及相关的调控机制对于我们深入探索生命科学具有重要意义。
蛋白质合成是指在细胞中合成蛋白质的过程。
这个过程又被称为翻译，是DNA信息转化为蛋白质的过程。
蛋白质合成是一个复杂而精细的调控过程，涉及到多个参与因子以及复杂的分子机制。
蛋白质合成的主要过程可以分为三个步骤：转录、RNA加工和翻译。
首先，在转录过程中，DNA的信息被转录成为RNA分子，这个过程发生在细胞核中。
然后，RNA分子经过剪接、修饰等加工过程，形成成熟的mRNA分子，这个过程发生在细胞质中。
最后，在翻译过程中，mRNA分子作为模板，被核糖体解读，合成出具体的蛋白质链。
在这个过程中，蛋白质合成的调控是必不可少的。
转录调控可以通过多种途径实现，如蛋白质因子与DNA结合，阻止或促进转录的进行。
这些调控机制可以根据细胞所需的蛋白质种类和数量进行调整，从而实现基因表达的精确控制。
另外，翻译调控也起着重要的作用。
在翻译的过程中，mRNA与核糖体结合，翻译因子、转运体以及其他辅助因子的参与也使翻译过程具有复杂性。
翻译调控可以通过多种机制实现，如翻译起始的选择性、mRNA降解的调控等。
这些机制能够在不同生理条件下调整蛋白质合成的速率和特异性，以适应细胞的需要。
除了在细胞内部的调控机制外，蛋白质合成还受到外界环境的调控影响。
例如，细胞的应激反应可以改变蛋白质合成的速率和特异性。
而在一些疾病的发生发展过程中，蛋白质合成的异常调控常常是重要的病理基础。
总之，蛋白质合成与翻译调控是一个复杂而精细的过程。
通过转录、RNA加工和翻译等步骤的协同作用，细胞能够合成出数量和种类丰富的蛋白质，从而实现生命活动的正常进行。
研究蛋白质合成与翻译调控不仅可以揭示细胞的分子机制，还有助于我们更好地理解生命活动的本质。
随着技术的发展和研究的深入，相信对蛋白质合成与翻译调控的研究将会有更深入的认识和新的突破。
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五.真核生物翻译的特点：
遗传密码 转录与翻 译 起始因子 mRNA
真核生物 相同 不偶联，mRNA的 前体要加工 多、起始复杂 5’端：帽子 3’端：尾巴 单顺反子
原核生物 相同 偶联
少 无需加工 多顺反子 5’端：SD序列
41
五.真核生物翻译的特点：
兼职性
AUG： 起始信号 Met的密码子
通用性
从最简单的生物（病毒）到人类， 使用同一套遗传密码
8
二.氨基酸的“搬运工具”----tRNA
作用
是氨基酸的 特异“搬运工具” 1A.A----2~6特异 tRNA 起“接合器”作用 和 mRNA摆动配对
9
1、密码子与反密码子的摆动配对
HbA亚单位聚合
结合蛋白质的合成 糖蛋白的合成
辅基连接辅基(辅Fra bibliotek)与肽链的结合
52
第四节 蛋白质合成与医学 一、分子病： 蛋白质分子中氨基酸序列异常的遗传病。 例如：镰刀红细胞贫血 原因：DNA中出现了一个碱基突变。
53
HbS：β链N端第6个 氨基酸为Val 导致：HbS携氧能力 下降,缺氧时RBC呈 镰刀状，脆性增加， 溶血
五、 能量与酶 ATP 、GTP ,多种酶
18
第二节 蛋白质合成的过程 原核生物 氨基酸的活化与转运 肽链合成的起始 肽链的延长 “核糖体循环” 肽链合成的终止 蛋白质的加工、修饰
19
一、氨基酸的活化与转运
酶
氨基酰tRNA合成酶 绝对专一性 1个A.A 1个氨基酰tRNA合成酶
起始tRNA 延长tRNA
起始密码只能辨认甲硫氨（Met) Met-tRNAimet 延长识别Met时为Met-tRNAemet
14
三、 肽链合成的“装配机”---核糖体
核糖体结构
由大小二亚基组成 给位（P位，肽位）： 起始时， tRNAimet结合于核糖体的肽位 延长成肽后，肽链转到此位。 受位（A位，氨基酰位）： 延长成肽时，氨基酰tRNA就加入此位。 游离的核糖体---合成细胞固有蛋白 与粗面内质网结合的核糖体 ---合成带有信号肽的分泌性蛋白质
(诱导产生)
58
1
2
（2）eIF2蛋白激酶 ●缺铁性贫血是网织红细胞蛋白合成障碍
●机制： eIF2蛋白激酶活化
eIF2磷酸化
缺铁性贫血
血红素不足时
eIF2蛋白激酶活化
eIF2磷酸化
eIF2活性下降 Hb合成减少
60
GEF 正常时：eIF2-GDP 缺铁性贫血： eIF2-GTP
本章结束了！
反密码子与密码子的相互作用 前二对 严格碱基配对 第三对 摆动配对
11
1 密码 反密码
5’ 3’
2
3
G
C
A C U
3’ 5’
mRNA
C
3
G
2
I
1
tRNA
自由度的大 小由tRNA反 密码子第一 位碱基的种 类决定 tRNA的反密码子与mRNA分子上的密码子摆动配对
12
2、起始tRNA与普通tRNA
26
SD序列(shine-Dalgarno序列):---原核生物
1.位于起始密码上游25个核苷酸，
2.序列富含嘌呤(如AGGA /GAGG）的一段序列。 3.能和原核生物16s rRNA相应的富含嘧啶序列 互补。 4.在IF3、IF1促进下和30S亚基结合。
27
起始密码
SD序列
28
70s起始复合物形成 1.IF3脱落
所需的条件
游离的核糖体大小亚基 mRNA 5’端的起始信号 起始tRNA--tRNAimet GTP 三种可溶性起始因子(IF)
24
三种起始因子 IF1 辅助IF3
IF2
有GTP酶活性 特异识别fmet-tRNAimet 形成fmet-tRNAimet- IF2-GTP
38
四. 肽链合成的终止
终止密码的辨认 肽链从肽酰-tRNA水 解出 mRNA从核糖体中分离 及大小亚基的拆开 蛋白质因子的参与
UAA、UAG、UGA GTP GDP+Pi
IF3结合30小亚基
RF1：作用于UAA、UAG RF2：作用于UGA RF3：促进释放 结合GTP/GTP酶活性
3
一、 mRNA与遗传密码
遗传密码（genetic code)-共64个遗传密码 （DNA）mRNA 5’AUG UCC ACC GUA UAA 3’ 蛋白质 Ser Thr Val 三联体= 一个密码子/暗码子 一个氨基酸 起始密码----AUG 终止密码----UAA/UGA/UAG
第十四章 蛋白质的生物合成---翻译(translation)
翻译（蛋白质的生物合成）: 以氨基酸为原料 以mRNA为模板 以tRNA为运载工具 以核糖体为合成场所 起始、延长、终止各阶段蛋白因子参与 合成后加工成为有活性蛋白质
2
第一节 参与蛋白质生物合成的物质
氨基酸 mRNA tRNA 核糖体 酶及蛋白质因子 ATP、GTP
种类
起始tRNA--- tRNAimet 只能识别翻译起始信号AUG 只能结合于核糖体的肽位
普通tRNA---- tRNAmet 在翻译延长中发挥作用 只能结合于核糖体的氨基酰位
13
原核生物 起始tRNA
延长tRNA 真核生物
起始密码只能辨认 甲酰甲硫氨酸（fMet) fMet-tRNAimet 延长识别 Met时为Met-tRNAmet
IF3
促进30S小亚基结合mRNA 终止时：促使核糖体解离
25
30s起始复合物形成 1.核糖体亚基的拆离 2.mRNA在小亚基上就位 起始序列（SD 序列） 30S小亚基与mRNA识别、 结合 IF1、IF3协助
3.fmet-tRNAf
met的结合
fmet-tRNAfmet -IF2-GTP 通过其反密码与mRNA上 的起始密码AUG相配对
正常人Hb(HbA)： β链N端第6个 氨基酸为Glu
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二、蛋白质生物合成的阻断剂 1、抗菌素类阻断剂（表14-5） 2、作为蛋白质合成阻断剂的毒素 细菌毒素----白喉毒素 对真核生物有剧毒的毒素， 抑制蛋白质的合成。
55
●白喉毒素
白喉杆菌产生的毒蛋白，A、B两条链组成。 本质： A链--修饰酶 B链—识别受体，协助A链 作用机制: eEF2 A链 eEF2- 腺苷二磷酸衍生物 (无活性)
15
核糖体种类 (胞质中)
多核糖体 一条mRNA链上同时具有许多个核糖体 （每隔80核苷酸有一个核糖体） 一条mRNA可同时合成多条多肽链
17
四、可溶性蛋白质因子
起始因子 延长因子 释放因子
initiation factors IF eukaryote initiation factors eIF elongation factors EF eukaryote elongation factors eEF release factors RF
4
* 遗传密码的基本特点
方向性与无间隔性
连续阅读从mRNA5’ 3’ 肽链合成N端 C端 阅读框移位（frame shift） ，蛋白功能丧失 一个A.A有多个密码 密码上第一、二位上碱基 不变，第三位碱基可改变 如：UCU UCC UCA UCG 都代表Ser
6
简并性
分泌性蛋白合成时带有“信号肽”
（signal peptide)
有些蛋白质前体在合成结束后仍需切除其
他肽段 例如：胰岛素的加工
46
信号肽(signal
peptide): (1)在真核生物未成熟分泌性蛋白质中,可被 细胞转运系统识别的特征性氨基酸序列, 约15-30 AA(含疏水AA较多)。 (2)作用：把合成的蛋白质移向粗面内质网膜 与粗面内质网膜结合(信号肽颗粒识别、结合) 把合成的蛋白质送入粗面内质网膜 (3)信号肽对靶向输送有决定作用。
36
4.脱落： 给位上无负载的tRNA在肽键形成前从 E位脱落。
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5.延长的特点：
“摇摆前进”
延长时的能量
保证蛋白质合成的连续性。 防止肽酰tRNA脱落形成无活 性的未成熟蛋白质。 每合成一个肽键， 消耗4个高能磷酸键 活化：2个ATP 进位：1个GTP 移位：1个GTP
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酶
(无活性)
（eEF2的作用相当于EFG）
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3、作为蛋白质合成阻断剂的其他蛋白质类物质
（1） 干扰素（interferon） ●干扰素 真核细胞感染病毒后分泌的具有抗病毒作用的 蛋白质，抑制病毒的繁殖。 ●干扰素的抗病毒机制：
干扰素 +双链RNA
eIF2-P 2’-5’A合成酶
（-）蛋白质合成 （-）蛋白质合成
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带有信号肽的分泌性蛋白的加工、分泌的过程
胞浆 粗面内质网 带有信号肽的分泌蛋白
信号肽颗粒识别、结合
通道识别
信号肽酶切除信号肽
高尔基体 肽链合并
进一步加工 分泌出胞外
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胰岛素的加工过程