12第十二章 蛋白质合成定稿总结
蛋白质合成知识点归纳
蛋白质合成知识点归纳蛋白质的合成蛋白质合成是细胞中一种重要的生物化学过程，它是构建和修复细胞所需的必要步骤。
蛋白质合成包括两个主要过程：转录和翻译。
转录转录是指将DNA中的基因信息转换成mRNA的过程。
它发生在细胞核中，涉及到三个主要的步骤：启动、延伸和终止。
- 启动：RNA聚合酶结合到DNA的启动子区域，开始合成mRNA。
- 延伸：RNA聚合酶沿DNA链进行移动，合成与DNA模板链互补的mRNA链。
- 终止：RNA聚合酶到达终止信号，停止合成mRNA。
翻译翻译是指将mRNA转化为氨基酸序列，从而合成蛋白质的过程。
它发生在细胞质中，涉及到三个主要的步骤：起始、延伸和终止。
- 起始：mRNA与小核RNA和启动因子形成复合物，与核糖体结合并识别起始密码子（AUG）。
- 延伸：tRNA携带氨基酸与mRNA上的密码子互补配对，形成肽键，并不断延伸肽链。
- 终止：当翻译到终止密码子时（UAA，UAG或UGA），翻译复合物分解，蛋白质合成终止。
蛋白质合成的调控蛋白质合成的调控是细胞中保持蛋白质水平平衡的重要过程。
它涉及到各种调控机制，包括：- 转录调控：通过调控转录过程中的启动子活性、转录因子和共激活蛋白的作用来控制mRNA的合成。
- 翻译调控：通过调控mRNA的稳定性、翻译起始、tRNA和核糖体结合等步骤来控制翻译过程。
- 后转录调控：通过调控蛋白质的修饰、折叠和降解等过程来控制合成的蛋白质的功能和寿命。
蛋白质合成的重要性蛋白质合成对于维持细胞的正常功能和身体的正常运作至关重要。
它在以下方面发挥着重要作用：- 细胞结构：蛋白质是细胞骨架和细胞器的重要组成部分，维持细胞的形态和结构稳定性。
- 酶催化反应：许多生化反应需要酶来加速，这些酶都是由蛋白质合成而来。
- 信号传导：蛋白质参与细胞信号传导通路，调控细胞的生长、分化和存活等过程。
- 免疫系统：蛋白质在免疫系统中起着关键的作用，参与抗体的合成和免疫应答的调节。
蛋白质合成过程解析
蛋白质合成过程解析蛋白质合成是生物体内一个重要的生化过程，是细胞利用遗传信息合成所需蛋白质的过程。
在这个过程中，信息由DNA转录成RNA，然后由RNA转化为具有特定氨基酸序列的蛋白质。
本文将对蛋白质合成的基本原理、转录和翻译过程进行详细解析。
一、蛋白质合成的基本原理蛋白质是由氨基酸组成的长链状分子，在生物体内具有各种重要功能。
蛋白质合成由两个主要步骤组成：转录和翻译。
转录是指DNA的一段特定区域在细胞核内被RNA聚合酶酶解，生成相应的mRNA分子的过程。
这一过程的主要目的是将DNA中的遗传信息转录到mRNA中，为蛋白质合成提供模板。
翻译是指在细胞质中，通过mRNA和tRNA的配对作用，氨基酸按照一定的顺序连接起来，形成具有功能的多肽链的过程。
这一过程对应的基因序列区域被称为编码区，其中的密码子（三个碱基）与特定的氨基酸相对应。
二、1. 转录过程转录是蛋白质合成的第一步。
在这一过程中，DNA双螺旋结构的一段特定区域在细胞核中被RNA聚合酶酶解，生成与该DNA区域相应的mRNA分子。
转录过程可分为三个阶段：起始、延伸和终止。
起始：RNA聚合酶结合到DNA的起始点，形成一个由DNA双链分离的转录起始复合物。
延伸：RNA聚合酶沿着DNA模板链向下滑动，并以3'→5'方向合成mRNA链。
在这一过程中，DNA的非模板链完全没有作用。
终止：当RNA聚合酶到达终止序列时，mRNA链与DNA模板链分离，完成转录过程。
2. 翻译过程翻译是蛋白质合成的第二步，同时也是转录的产物mRNA被转化为蛋白质的过程。
这一过程主要发生在细胞质中的核糖体上，通过mRNA和tRNA的互补配对，将氨基酸按照一定的顺序连接起来。
翻译过程可分为三个阶段：启动、延伸和终止。
启动：mRNA的起始密码子（通常为AUG）与与之匹配的tRNA 上的氨基酸结合。
这一复合物附着在核糖体的A位。
延伸：tRNA上的氨基酸被酶解出来，连接到核糖体上的前一个氨基酸上。
简述蛋白质合成的过程
简述蛋白质合成的过程蛋白质是构成细胞的重要组成部分，也是细胞功能的基础。
蛋白质合成是生物体中一项重要的生化过程，通过合成蛋白质，维持细胞正常的生理功能。
蛋白质合成过程主要包括转录和翻译两个阶段。
1. 转录阶段转录是指将DNA上的基因信息转录成RNA的过程。
在转录过程中，DNA的双链解旋，RNA聚合酶与DNA的一个特定区域结合，开始合成RNA。
这个特定区域称为启动子，它位于基因的上游区域。
RNA聚合酶沿着DNA模板链向下滑动，合成RNA链。
合成RNA 的过程中，RNA聚合酶会依据DNA的碱基序列信息合成对应的RNA碱基，形成RNA单链。
合成的RNA称为信使RNA （mRNA）。
2. 翻译阶段翻译是指将mRNA上的信息转化为蛋白质的过程。
翻译过程发生在细胞质内的核糖体中。
在翻译之前，mRNA先经过剪接修饰，将其内部的非编码区域（内含子）剪除，只保留编码区域（外显子）。
然后，mRNA与核糖体中的核糖体RNA（rRNA）和转移RNA （tRNA）相互作用。
翻译的第一步是启动，mRNA的5'端与小核糖体亚基结合，tRNA 与起始密码子结合在小核糖体亚基上的P位。
然后，大核糖体亚基和小核糖体亚基结合，形成功能完整的核糖体。
核糖体沿着mRNA 滑动，tRNA的反应中心与mRNA上的对应密码子结合。
tRNA携带的氨基酸与上一个tRNA携带的氨基酸进行肽键形成，合成蛋白质的链。
这个过程称为肽链延伸。
当核糖体滑动到终止密码子时，翻译停止，蛋白质合成结束。
总结起来，蛋白质合成的过程包括转录和翻译两个阶段。
转录是将DNA上的基因信息转录成mRNA，翻译是将mRNA上的信息转化为蛋白质。
蛋白质合成是一项复杂而精细的生化过程，其中涉及到多种酶的参与和调控。
蛋白质合成的正常进行对于细胞的正常功能和生理过程具有重要意义。
蛋白质合成过程
蛋白质合成过程蛋白质是构成生物体的重要组成部分，参与了生物体内的各种生命活动。
蛋白质的合成是一个复杂而精密的过程，需要经过多个步骤和参与多种生物分子的协同作用。
本文将介绍蛋白质合成的整个过程，包括转录和翻译两个主要阶段，带您深入了解蛋白质合成的奥秘。
一、转录阶段转录是蛋白质合成的第一步，主要发生在细胞核内。
在转录过程中，DNA的信息被转录成RNA，其中mRNA（信使RNA）是编码蛋白质的模板。
以下是转录阶段的具体步骤：1.1 DNA解旋：在转录开始之前，DNA的双螺旋结构需要被解开，使得RNA聚合酶能够访问DNA上的基因信息。
1.2 RNA合成：RNA聚合酶按照DNA模板的信息合成mRNA分子。
RNA聚合酶会在DNA上“读取”信息，然后在合成RNA链时将对应的核苷酸加入到新合成的RNA链中。
1.3 RNA修饰：在合成完成后，mRNA分子会经过一系列修饰过程，包括剪切、剪接和加上帽子和尾巴等修饰，以确保mRNA的稳定性和功能性。
1.4 mRNA运输：修饰完成的mRNA会通过核孔运输到细胞质中，为下一步的翻译提供模板。
二、翻译阶段翻译是蛋白质合成的第二步，主要发生在细胞质中的核糖体上。
在翻译过程中，mRNA上的密码子被翻译成氨基酸序列，从而合成特定的蛋白质。
以下是翻译阶段的具体步骤：2.1 起始子寻找：翻译的起始子AUG会被识别，标志着翻译的开始。
AUG对应的氨基酸是甲硫氨酸。
2.2 氨基酰-tRNA结合：氨基酰-tRNA与mRNA上的密码子配对，带来对应的氨基酸。
tRNA上的抗密码子与mRNA上的密码子互补配对，确保正确的氨基酸被带入。
2.3 肽键形成：氨基酸通过肽键连接成多肽链，形成蛋白质的主干结构。
2.4 翻译终止：当翻译到终止子时，翻译复合物会停止合成，释放出新合成的多肽链。
2.5 蛋白后修饰：新合成的多肽链可能需要进一步的后修饰，如蛋白质的折叠、磷酸化、甲基化等，以获得最终的功能性蛋白质。
细胞生物学中的蛋白质合成过程解析
细胞生物学中的蛋白质合成过程解析蛋白质是细胞中最重要的分子之一，不同的蛋白质承担着不同的生物学功能，如酶、结构蛋白质、运输蛋白质等。
蛋白质合成是基因表达的重要过程，通过将DNA信息转录成mRNA分子，再翻译成蛋白质分子来实现。
蛋白质合成大致可以分为四个步骤：转录、RNA加工、翻译、蛋白质修饰。
其中，转录和翻译是蛋白质合成的核心过程。
转录在细胞核内，DNA信息通过转录复制成为mRNA分子，这是蛋白质合成的第一步。
转录由三个步骤组成：起始、延伸和终止。
起始时，RNA聚合酶将结合在模板DNA上，其中一个链作为模板来合成mRNA，RNA聚合酶无需引物即可合成RNA链。
延伸阶段，RNA聚合酶与DNA分子解链，RNA聚合酶将加入核苷酸单元来合成新的RNA链，该链将被反向复制模板链和读取编码序列，这个过程被称为“转录”。
当RNA聚合酶读取到终止密码子序列时，它将终止转录过程并释放转录后的mRNA分子。
RNA加工RNA加工包括RNA剪接和RNA修饰两个过程。
RNA剪接是一个重要的加工步骤，它是指选择特定的外显子序列将被连接在一起，以形成成熟的mRNA分子，剪掉一些无用的内部螺旋，如内含子，来保证到成熟mRNA分子的间断性。
RNA修饰是指在RNA合成和剪接过程中加入新的碱基并修饰其他碱基，来增加表观遗传信息来扩展RNA和蛋白质的功能。
翻译翻译是指利用mRNA分子的序列信息来编码氨基酸序列的一个过程。
翻译分为翻译起始阶段、翻译延伸阶段和翻译终止阶段。
首先，翻译起始阶段将利用启动密码子寻找起始点，根据三联体密码子绑定到RNA合成出来的对应氨基酸链（tRNA）上，每种tRNA上都有对应的抗密码子三联体，通过特异性识别与之配对。
其次，翻译延伸阶段指的是RNA译码与新的氨基酸。
译码是指读取RNA序列并把它翻译成氨基酸序列的过程。
在翻译终止阶段，翻译将终止，多个氨基酸序列连接结束于终止密码子，最终产生了一个成熟的蛋白质分子。
蛋白质的合成与调控例题和知识点总结
蛋白质的合成与调控例题和知识点总结蛋白质是生命活动的主要承担者，它们在细胞内的合成与调控是一个极其复杂而精密的过程。
下面我们将通过一些例题来深入理解蛋白质的合成与调控，并对相关知识点进行总结。
一、蛋白质合成的过程蛋白质的合成可以分为转录和翻译两个阶段。
转录是指以 DNA 的一条链为模板，合成 RNA 的过程。
在这个过程中，RNA 聚合酶结合到 DNA 上的特定区域（启动子），然后沿着DNA 链移动，将核苷酸按照碱基互补配对原则连接成 RNA 链。
例如，假设一段 DNA 序列为：ATGCGGCTAACT，其互补链为：TACGCCGATTGA。
如果以其中一条链为模板进行转录，比如以ATGCGGCTAACT 为模板，那么转录得到的 RNA 序列就是：UACGCCGAUUCA。
翻译是指以 mRNA 为模板，在核糖体的参与下，将氨基酸按照密码子的顺序连接成多肽链的过程。
mRNA 上每三个相邻的碱基组成一个密码子，对应一种氨基酸。
例如，某段 mRNA 序列为：AUGCCGGUUA，根据密码子表，AUG 对应甲硫氨酸（Met），CCG 对应脯氨酸（Pro），GUU 对应缬氨酸（Val），A 是终止密码子，不对应氨基酸。
所以翻译得到的多肽链的氨基酸序列就是：MetProVal。
二、蛋白质合成的调控（一）转录水平的调控1、启动子的调控启动子是 DNA 上 RNA 聚合酶结合的部位，其结构和序列的差异会影响转录的起始效率。
2、转录因子的调控转录因子可以与DNA 上的特定序列结合，促进或抑制转录的进行。
例题：某种细胞中，存在一种转录因子X，当细胞受到特定刺激时，X 会大量表达。
已知基因 A 的启动子区域存在 X 的结合位点。
分析在这种情况下，基因 A 的转录会如何变化？答案：由于转录因子 X 大量表达并能与基因 A 的启动子结合，很可能会促进基因 A 的转录，使其合成更多的 mRNA。
（二）翻译水平的调控1、 mRNA 的稳定性mRNA 的稳定性会影响其被翻译的次数和效率。
蛋白质合成知识点总结
蛋白质合成知识点总结蛋白质是生物体内最基本的宏观分子，它们在细胞的构建、维持和功能发挥中起着至关重要的作用。
蛋白质的合成是指通过核糖核酸（RNA）的介导，将信息从基因转化为具体的蛋白质分子的过程。
下面将对蛋白质合成的关键知识点进行总结。
1. 蛋白质合成的起始：蛋白质合成过程的起始是由RNA聚合酶在DNA模板上进行转录，合成一个被称为信使RNA（mRNA）的分子。
mRNA是一种与DNA互补的核酸链，它携带着DNA中编码蛋白质的信息。
2. 转录和原核生物与真核生物的区别：在原核生物中，转录和蛋白质合成可以同时进行，发生在细胞质中，并由单一RNA聚合酶完成。
而在真核生物中，转录发生在细胞核中，然后mRNA经过核孔复合体进入到细胞质中，与核糖体结合进行翻译。
3. 翻译的三个阶段：翻译是将mRNA上的信息转化为具体蛋白质分子的过程，分为三个阶段：起始、延伸和终止。
在起始阶段，小核糖体亲和力与mRNA中起始密码子结合，并吸引大核糖体的结合。
在延伸阶段，tRNA（转运RNA）通过氢键与mRNA上的密码子进行互补配对，带来对应的氨基酸，并与聚合肽链进行形成肽键。
在终止阶段，特殊的停止密码子出现时，蛋白质合成终止并释放。
4. 蛋白质修饰：蛋白质合成完成后，蛋白质可能会经历一系列修饰过程。
这些修饰可以改变蛋白质的结构、活性和定位。
常见的修饰类型包括磷酸化、甲基化、酰化和糖基化等。
修饰通常发生在胞质中或靶向蛋白的特定位置，以调节蛋白的功能和相互作用。
5. 蛋白质合成的调控：蛋白质合成过程受到多种因素的调控。
这些因素可以是内源性的，如细胞内的信号分子或转录因子，也可以是外源性的，如环境刺激或药物。
调控的目的是确保蛋白质的合成与细胞需求相匹配，以维持正常的生物功能。
6. 蛋白质合成与疾病：蛋白质合成异常与许多疾病的发生和发展密切相关。
例如，突变导致的错误合成可能导致异常蛋白的产生，从而引发遗传性疾病。
另外，癌细胞也能通过改变蛋白质合成过程来促进其无限增殖和侵袭能力。
蛋白质工程原理总结最终版
1.清蛋白类(albumins)：又称白蛋白，在血液、淋巴、肌肉、蛋清、乳以及植物种子中大量存在，易溶于水、稀盐、稀酸或稀碱溶液；2.球蛋白类(globulins)：分为优球蛋白(euglobulins)和拟球蛋白(pseudoglobulins)，区别在于前者不溶于水，余同上。
存在于各种生物体内，如肌球蛋白、溶菌酶、大豆球蛋白等；3.组蛋白类(histones)：溶于水及稀酸，但不溶于稀氨水，呈弱碱性。
分子中含Arg、Lys较多，如小牛胸腺组蛋白等；4.精蛋白类(protamines)：溶于水及稀酸，但不溶于稀氨水，呈强碱性。
分子量较小(~5000)，含碱性氨基酸较多。
在精子中存在，如鱼精蛋白等；5.谷蛋白类(glutelins)：不溶于水、中性盐及乙醇；溶于稀酸、稀碱。
存在于禾本科植物种子中，如米谷蛋白、麦谷蛋白等；6.醇溶蛋白(prolamines)：不溶于水、中性盐溶液及无水乙醇；溶于70-80%乙醇中。
分子中含有大量的Pro、Glu、Gln、Asn。
存在于禾本科植物种子中，如小麦醇溶蛋白、玉米醇溶蛋白等；7.硬蛋白类(scleroproteins)：不溶于水、稀中性盐、稀酸、稀碱和一般有机溶剂。
分为角蛋白、胶原蛋白及丝心蛋白三小类。
8.糖蛋白类(glycoproteins)：与糖类共价结合，非常复杂，种类繁多，如免疫球蛋白、粘蛋白、血型糖蛋白、激素糖蛋白、细胞膜糖蛋白、外源凝集素等；9.核蛋白类(nucleoproteins)：与核酸结合，如DNA核蛋白、核糖体等。
存在于一切生物体内。
DNA核蛋白是染色质的主要成分；10.脂蛋白类(lipoproteins)：与脂类以次级键结合。
脂类成分包括磷脂、胆固醇、中性脂等。
如乳糜微粒、低密度脂蛋白、极度密度脂蛋白、高密度脂蛋白等；11.磷蛋白类(phosphoproteins)：磷酸与蛋白质中的Ser或Thr的羟基结合成酯，并具有可解离的酸性基团，如酪蛋白、卵黄磷酸蛋白等；12.金属蛋白类(metalloproteins)：与金属离子直接结合。
蛋白质的生物合成总结+
蛋白质的生物合成总结一、遗传密码1、遗传密码和密码单位1）密码子（codon ）：mRNA中的核苷酸序列与多肽链中氨基酸序列之间的对应关系。
mRNA 上每三个连续核苷酸对应一个氨基酸，这三个连续的核苷酸就称为一个密码子，或三联体密码（triplet codons）。
遗传密码（genetic codon)：密码子的总和。
64个密码子：其中61个代表20种氨基酸，3个代表终止密码子。
2）起始密码（start codon ）：AUG（编码甲硫氨酸、甲酰甲硫氨酸），少数情况 GUG；终止密码（stop codon ）：无义密码子 (nonsense codons)，不编码氨基酸的密码子，它们单个或串联在一起用于多肽链翻译的结束，没有相应的tRNA存在，有UAA、UAG、UGA。
同义密码（synonymous codon）：编码相同氨基酸的不同密码子。
2、遗传密码的基本特征方向性(directional) ：5’到3’，AUG。
遗传密码的连续性（continuity）：密码子之间没有任何起“标点”作用的空格，阅读是连续的，一次阅读3个核苷酸(碱基)。
遗传密码的不重叠性（nonoverlapping）：在绝大多数生物中，阅读mRNA时是以密码子为单位，不重叠地阅读；但少数噬菌体的的遗传密码是重叠的。
兼并性（degeneracy）：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2~4个或多至6个密码子，这种由多个密码子编码同一种氨基酸的现象。
密码的摆动性（wobble）摆动性：tRNA上反密码子的第1位碱基与mRNA密码子的第3位碱基配对时，并不严格遵循碱基配对规律，可以在一定范围内变动的现象，又称变偶性。
通用性（universal）：指各种低等和高等生物，包括病毒、细菌及真核生物基本上共用一套遗传密码。
二、蛋白质合成体系1、mRNA翻译的直接模板。
编码序列(codon sequence，CDS)：一条多肽链对应的mRNA序列，即位于起始密码子和终止密码子之间的核苷酸序列。
蛋白质合成与遗传密码知识点总结
蛋白质合成与遗传密码知识点总结在生物学领域中，蛋白质合成以及遗传密码是非常重要的知识点。
蛋白质合成是指在细胞内通过将氨基酸链连接而成的蛋白质的过程，而遗传密码则是指遗传信息从基因传递到蛋白质的编码方式。
本文将对蛋白质合成与遗传密码的相关知识进行总结。
1. 蛋白质合成的三个主要阶段蛋白质合成由三个主要阶段组成：转录、转运和翻译。
在转录阶段，DNA被转录成为mRNA，然后mRNA会通过核孔进入到细胞质中。
在转运阶段，tRNA分子将氨基酸运输到核糖体上，以供翻译使用。
最后，在翻译阶段，mRNA的编码信息被读取并翻译成具体的氨基酸序列，从而形成蛋白质。
2. 蛋白质合成的起始与终止蛋白质合成过程中的起始与终止是非常重要的控制步骤。
合成的起始由起始密码子指引，一般为AUG。
在这个起始密码子之后，翻译过程开始，并且新的氨基酸会被逐个添加到蛋白质链上。
而合成的终止则由终止密码子指引，一般为UAA、UAG或UGA。
当翻译到终止密码子时，蛋白质链的合成即终止。
3. 遗传密码中的密码子与氨基酸遗传密码是一种将RNA的碱基序列转换为氨基酸序列的方式。
在遗传密码中，每个密码子都对应着一个特定的氨基酸。
例如，UGG密码子对应着色氨酸，AAA密码子对应着赖氨酸。
这种密码子与氨基酸的对应关系被称为遗传密码表。
遗传密码的发现对我们理解基因与蛋白质之间的关系具有重要意义。
4. 遗传密码中的起始与终止密码子起始密码子通常是AUG，它指导翻译的起始，并且对应着蛋白质合成的起始氨基酸——甲硫氨酸（Methionine）。
而终止密码子是UAA、UAG或UGA，在翻译到这些密码子时，蛋白质合成终止。
需要注意的是，终止密码子并不对应氨基酸。
5. 突变与遗传密码遗传密码的突变可能会导致蛋白质合成的异常。
例如，当突变导致起始密码子从AUG变为其他的密码子时，会影响到正常的蛋白质合成起始。
此外，突变也可能导致密码子与氨基酸的配对发生改变，从而影响到蛋白质的组成和功能。
2023人教版高中生物细胞蛋白质合成知识点总结
2023人教版高中生物细胞蛋白质合成知识点总结一、DNA与RNA的关系- DNA是细胞内负责存储遗传信息的分子，存在于细胞核中。
- RNA是DNA的转录产物，参与蛋白质合成过程。
二、蛋白质合成的步骤1. 转录（Transcription）- 核酸酶将DNA的一个基因区域转录成mRNA。
- 转录过程包括启动、延伸和终止。
2. 剪切与剪接（Splicing）- 在转录后，mRNA经历剪切与剪接过程。
- 剪切是去除非编码区域，保留编码区域。
- 剪接是将编码区域连接起来形成成熟的mRNA。
3. 转译（Translation）- 位于细胞质的核糖体通过mRNA信息合成蛋白质。
- 转译过程包括启动、延伸和终止。
三、蛋白质合成的要素1. 模板（Template）- DNA作为转录的模板，决定了mRNA的序列。
2. 转录因子与启动子（Transcription Factors and Promoters）- 转录因子与启动子的结合使转录发生。
3. 子核和外显子（Introns and Exons）- 子核是在剪切剪接过程中被去除的非编码区域。
- 外显子是保留下来的编码区域。
4. 氨基酸（Amino Acids）- 根据mRNA序列上的密码子，核糖体合成蛋白质所需的氨基酸。
四、调控蛋白质合成的机制1. 转录后修饰（Post-transcriptional modifications）- 包括剪切和剪接过程。
2. 转录后调控（Post-transcriptional regulation）- miRNA和RNAi可以通过与mRNA结合来调控蛋白质合成。
3. 转译后修饰（Post-translational modifications）- 蛋白质合成后，蛋白质可能需要进行修饰以获得特定功能。
以上是关于2023人教版高中生物细胞蛋白质合成知识点的总结。
2024年高中生物蛋白质知识点总结(二篇)
2024年高中生物蛋白质知识点总结蛋白质是生物体内最重要的有机物质之一，它在细胞的结构和功能中起着至关重要的作用。
下面是关于高中生物蛋白质的知识点总结。
1. 蛋白质的组成和结构：蛋白质由氨基酸残基组成，氨基酸残基之间通过肽键连接形成多肽链。
蛋白质的结构由四个不同的层次组成：一级结构是氨基酸残基的线性排列方式，二级结构是多肽链中氢键形成的α-螺旋和β-折叠的排列方式，三级结构是多肽链的折叠方式，包括α-螺旋蛋白质和β-折叠蛋白质等，四级结构是由多个多肽链通过氢键、离子键、疏水作用等力使蛋白质形成的复合物。
2. 蛋白质的功能：蛋白质在生物体内起着多种重要的功能，包括结构支持、酶催化、运输、抗体防御、细胞通讯、运动和调节等。
- 结构支持：蛋白质构成细胞骨架和细胞器，提供细胞内外结构的支持和稳定。
- 酶催化：酶是蛋白质的一种重要功能形式，它具有催化化学反应的作用，参与细胞新陈代谢过程。
- 运输：一些蛋白质可以通过细胞膜跨越细胞膜，运输离子和小分子物质。
- 抗体防御：抗体是一种特殊的蛋白质，可以抵御病原体入侵，并参与免疫反应。
- 细胞通讯：细胞表面的蛋白质能够作为受体或配体参与细胞间的信号传递。
- 运动：肌肉中的蛋白质参与肌肉的收缩和运动。
- 调节：一些蛋白质能够调节细胞内的基因表达和信号传导等生理过程。
3. 蛋白质合成：蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程。
在细胞核内，DNA的信息被转录成mRNA，然后mRNA通过核孔进入到细胞质中，与核糖体结合，进行翻译。
翻译的过程中，tRNA带有的氨基酸被连接成多肽链，形成蛋白质。
4. 氨基酸：氨基酸是蛋白质的组成单位，有20种常见氨基酸，它们具有不同的侧链结构和特性。
根据侧链的性质，氨基酸可以分为疏水氨基酸、极性氨基酸和酸性/碱性氨基酸等。
不同的氨基酸序列和组合决定了蛋白质的结构和功能。
5. 蛋白质的变性和折叠：蛋白质的结构可以受到一些外界条件的影响而发生变性。
如高温、酸碱度变化、有机溶剂的作用等会破坏氢键和离子键等相互作用力，导致蛋白质失去原来的结构与功能。
第十二章蛋白质的生物合成
称给位（Donor site）
• A位（aminoacyl site，氨基酰位），
又称受位（acceptor site） 排出位
• E位（exit site），是卸载tRNA的
（二）核蛋白体的功能
是翻译进行的场所 1 小亚基
结合mRNA、起始氨酰−tRNA
• 给予NAD可拮抗白喉毒素的作用
2 蓖麻蛋白
催化真核生物大亚基28S rRNA的特异腺苷酸脱嘌呤， 使大亚基失活
（二）干扰素 （interferon，IF）
1 分型
α -型、β -型、γ -型
2 作用机制 • 在双链RNA存在下，IF激活特异 蛋白激酶，使eIF2磷酸化失活 • 诱导2´-5´A合成酶合成，2´,5´A 可活化RNase L，降解病毒mRNA
三、终止
1 RF1或RF2识别并结合定位 于A位的终止密码子
2
RF3使转肽酶变构为酯酶， 水解P位肽酰−tRNA相连的酯 键，肽链释出；mRNA、 tRpolysome）
1条mRNA模板链上同时附着 10～100个核蛋白体，依次结合 起始密码，并沿5‘→3’方向读码 移动，同时进行肽链合成的现象
UAA
5’ ORF
3’
• 原核生物 原核生物的起始密码只能 辨认N-甲酰蛋氨酸
Met-tRNAMet
THFA-CHO
转甲酰基酶
FH4
fMet-tRNAfMet
四 、参与翻译的 其它蛋白因子
• 起始因子（initiation factor，IF）
原核：IF1、IF2、IF3
真核：eIF
• 延长因子（elongation factor，EF） 原核：EFTu、EFTs、EFG
蛋白质合成
➢ 摇摆性（wobble）： mRNA密码子的第三个核苷酸（3ˊ端） 与tRNA反密码子第一个核苷酸（5ˊ端） 配对时，有时不遵守严格的碱基配对原则，除A-U、G-C外，还可有其它配对方式。 I（次黄嘌呤）是 最常见的摆动现象。
有一段能与tRNA Met序列 互补的片段
23S rRNA靠近5‘端有一段12个核苷酸的序列与 5S rRNA上的序列互补。
核蛋白体（原核生物）
21种蛋白质 30
34种蛋白质 50
多肽链
核蛋白体（原核生物）
多核糖体：一个mRNA分子与一定数目的单个核糖体结合形成念珠状，每 个核糖体可以独立完成一条肽链合成。
释放完整的肽链
P303
IF(initiation factor)作为起始因子,为非核糖体蛋白质,这些因子不同于核糖体蛋白质,它们仅是临时性地与 核糖体发生作用参与蛋白质的起始,之后从核糖体复合物上解离下来,而核糖体蛋白质则一直结合在同一核 糖体上.
IF3协助30S亚基通过其16SrRNA的3‘端与mRNA起始密码子的5’端的碱基配对结合; IF2能正确识别起始的fMet-tRNAfMet ；能结合GTP，将GTP引导到复合物上去；对于30S起始复合物与50S 亚基的连接是必需的. IF1能刺激IF2和IF3两种起始因子的活性； IF1催化GTP水解，在70S起始复合物生成后促进IF2的释放.
1分钟内, 转录起始,5’端被修饰; 6分钟, 3’端被切割释放; 20分钟, 3’端加poly(A); 25分钟, mRNA被转运到细胞质; >4小时, 核糖体翻译mRNA
一、 蛋白质的生物合成体系
高中生物蛋白质合成
高中生物蛋白质合成蛋白质是生命体内最重要的有机物质之一，是生物体内细胞器、酶、抗体、组织、肌肉、生殖器等组成的重要结构和功能单元。
蛋白质的合成是高中生物教学中的一个重要知识点，下面将对蛋白质合成的过程进行介绍。
一、概述蛋白质合成分为转录和翻译两个过程，其中转录过程是将DNA模板转录为RNA的过程，而翻译过程是将RNA翻译为多肽链的过程。
在蛋白质合成的过程中，DNA模板提供了蛋白质的信息，RNA作为信息的中介，而蛋白质则是基因信息在细胞中的最终表达形式。
二、转录1. 酶识别在细胞质中，DNA分子是由两股互补的碱基对组成的，酶通过识别碱基对的方式鉴定需要被转录出来的DNA区域。
这些区域被称为基因。
2. 分离DNA链DNA酶将DNA上的互补链分开，然后使一个链作为RNA的模板。
该链被称为非模板链，其碱基序列与RNA相同，而DNA模板链则是RNA链的互补序列。
3. RNA聚合酶绑定RNA聚合酶被RNA启动子识别并结合，形成一个复合物称为开放复合物。
RNA聚合酶将RNA释放到非模板链上，因此RNA链的序列与模板链相同。
4. RNA链扩展RNA链的生长是从5'端向3'端进行的，由RNA聚合酶酶催化，它们将核苷酸三磷酸键头一起加入到RNA链的三端，并以5'->3'的方向扩展。
5. RNA逊式复合物释放当RNA聚合酶到达终止密码子时，一个释放因子招募并引导RNA聚合酶复合物离开RNA 链，RNA链被释放出来，这标志着转录的结束。
三、翻译翻译是蛋白质合成的第二个阶段，是RNA蛋白质的转化过程，这个阶段主要是通过密码子与氨基酸的互补配对，形成半透明的蛇形结构，不断移动并生成多肽链，在细胞内不断地进行，从而形成蛋白质分子。
翻译起始的第一个密码子是AUG，它被识别并成为MET氨基酸的起始位置。
这个位置称为翻译起始序列（Kozak序列）。
2. 构建氨基酸链在起始位置之后，其他的氨基酸的添加将通过基因信息的翻译进行，这将构建一个新的氨基酸链，并由聚合酶和其它支持因子控制合成。
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起始密码
AUG(开放读码框架 open reading frame) 在mRNA的5`端为起始密码，在中间代表蛋氨 酸。
终止密码(stop codon) UAA UAG UGA 位于mRNA3`端，是肽链合成终止信号
rRNA在蛋白质合成中的作用
参与组成核蛋白体，提供合成场所.
原核生物 16S rRNA 21种 23S rRNA 5S rRNA
C
A
G
遗传密码的特点
4 3 = 64个
方向性(direction ): 连续性(commaless):3个一组连续读 插入和缺少可框移 简并性(degeneracy):第三位碱基改变 可不影响氨基酸排列顺序 摆动性(wobble): 通用性(universal):高、低等生物通用
2018/10/6 8
需要的蛋白因子称为释放因子 (RF,RR). IF3 、eIF 也参与拆开大小亚基
2018/10/6 42
RF的作用
辨认终止密码;促进肽链C端与tRNA3ˊOH 酯键断裂，释放肽链。现知三种: RF-1:能辨认UAA，UAG RF-2:能辨认UAA，UGA RF-3:为酯酶的激活剂,水解酯键 RR的作用:将mRNA从核蛋白体上释放出来
Material Required for Protein Biosynthesis
2018/10/6 3
参与蛋白质生物合成的物质
. 原料: 20种氨基酸
. 各种蛋白质因子 ⑴起始因子(initiation factors、IF) (eukaryote、eIF) ⑵延长因子(elongation factors、EF) ⑶终止因子(release factors、RF) 核蛋白体释放因子 (ribosomal release factors、RR)
转位酶（translocase）
催化核糖体和mRNA移位，核 糖体向mRNA的3’端移动相当于一 个密码子的距离。
5. 蛋白质合成需要的其他物质
• Mg2+、K+等无机离子 • ATP、GTP等供能物质
大肠杆菌蛋白质合成需要的物质
阶 段 必 需 化 合 物 氨基酸的活化 起始
20种氨基酸，20种氨基酰-tRNA合成酶 32种（或多于32种）tRNA，ATP、Mg2+ mRNA，N-甲酰甲硫氨酰-tRNAfMet mRNA上的起始密码子（AUG） 30S核糖体亚基，50S核糖体亚基 起始因子(IF-2、IF-2、IF-3)、GTP、Mg2+ 具有功能的70核糖体（起始复合物） 密码子特异的氨基酰-tRNA 延长因子(EF-Tu、EF-Ts、EF-G)、GTP、Mg2+ mRNA上的终止密码 释放因子（RF-1、RF-2、RF-3）
转位酶 转位酶活性存在于EFG,催化A位上肽酰
-tRNA-mRNA转移到P位, A位留空
肽链合成的方向: N→C,始终是P位氨基酰基
通过羧基与A位氨基酸的-氨基形成肽键
氨基酸活化: 羧基与tRNA的3ˊ-OH形成酯键
2018/10/6 39
肽链延长进位
成肽
转位
三、终止阶段
包括终止密码的辨认、肽链水解、 mRNA离开核蛋白体、核蛋白体大小亚 基解体。
氨基酸羧基被活化！
2018/10/6 16
氨基酰-tRNA合成酶促反应
氨基酰-tRNA合成酶 具有高度特异性，既能识别氨基酸， 也能识别相应的tRNA。 氨基酰-tRNA表示方法 ala-tRNAala ; arg-tRNAarg tRNAimet ______ 起始者tRNA fmet-tRNAf met ____ N-甲酰蛋氨酸 tRNAe met_____ 携带延长链上蛋氨酸的tRNA
EFTs
EFG
结合GTP
转位酶，协助mRNA前移, A位→P位;游离tRNA释放
延长三步曲
进位(entrance)或注册(registration) : 氨基酰-tRNA按mRNA密码的指导进 入A位,EFT协助
成肽(peptide bond formation):由转肽酶 催化P位上的氨基酰基进入A位形 成肽键 转位(translocation):A位上的肽链同mRNA 一起进入P位,核蛋白体相对移动。反应 由转位酶催化
原 核 生 物
真核生物
核酸-核酸和核酸-蛋白质辨认
核酸-核酸辨认:mRNA核蛋白体结合位点(RBS) 与核蛋白体小亚基16S rRNA的碱基互补。
RBS(ribosomal binding site)= S-D序列 位于起始密码AUG上游约8~13个核苷酸 处,以…AGGA…为核心的富含嘌呤的4~6 个核苷酸序列,
2018/10/6 37
EFTu和EFTs
为延长因子T的2个亚基,在肽链延长时的程序:
EFT + GTP + AA-tRNA
Ts GTP
AA-tRNA-Tu -GTP
mRNA
Pi + Tu-GDP + AA-tRNA-mRNA
2018/10/6 38
转肽酶 是核蛋白体大亚基上的核酶
在成肽结束前P位上空载的tRNA从核蛋白体脱落
34
二、延长阶段
肽链延长 = 核蛋白体循环(ribosomal cycle) 该阶段核心是形成肽键,将单个氨基酸连
接成多肽链.整个反应都在核蛋白体上完成.
需要的蛋白质因子—延长因子(EF)
2018/10/6 35
原核与真核生物 延长因子的种类和作用
原核生物 真核生物 EFTu EF1 -) EF2 - 功 能 协助氨基酰-tRNA进入A位;
mRNA - 核蛋白体 - 蛋氨酰-tRNA mRNA- 核蛋白体 – 甲酰蛋氨酰-tRNA
原核与真核需要的起始因子不同,但步骤相似.
起始因子(initiation factors, IF)
原核生物: 有三种, IF1 IF2 IF3 真核生物:共发现10+种 eIF
2018/10/6 26
原核、真核起始复合物的形成
2018/10/6 6
遗传密码表
第1个 核苷酸 （5’） U 第2个核苷酸 U UUU 苯丙氨酸 UUC 苯丙氨酸 UUA 亮氨酸 UUG 亮氨酸 CUU CUC CUA CUG AUU AUC AUA AUG GUU GUC GUA GUG 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 异亮氨酸 异亮氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 UCU UCC UCA UCG CCU CCC CCA CCG ACU ACC ACA ACG GCU GCC GCA GCG C 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 A UAU 酪氨酸 UAC 酪氨酸 UAA 终止密码 UAG 终止密码 CAU 组氨酸 CAC 组氨酸 CAA 谷氨酰胺 CAG 谷氨酰胺 AAU 天冬酰胺 AAC 天冬酰胺 AAA 赖氨酸 AAG 赖氨酸 GAU 天冬氨酸 GAC 天冬氨酸 GAA 谷氨酸 GAG 谷氨酸 G UGU 半胱氨酸 UGC 半胱氨酸 UGA 终止密码 UGG 色氨酸 CGU CGC CGA CGG AGU AGC AGA AGG GGU GGC GGA GGG 精氨酸 精氨酸 精氨酸 精氨酸 丝氨酸 丝氨酸 精氨酸 精氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 第3个 核苷酸 （3’） U C A G U C A G U C A G U C A G
生成起始复合物
大小亚基分离
mRNA进入小亚基
IF
IF3 (IF1)
NA-NA NA-蛋白质 辨认结合
eIF
eIF3
eIF3, eIF1 eIF4A eIF4B CBP1 eIF4E(CBP2)
起始tRNA进入P位 大亚基结合
2018/10/6
IF2 GTP (IF1) eIF2 eIF3 eIF4c co-eIF2-GTP 各种IF脱落,GTP水解 eIF5 eIF4D
2018/10/6
小 亚 基 大 亚 基
34 种
真核生物 18S rRNA 33种 28S rRNA 5.8S rRNA 5S rRNA 49种
10
核蛋白体(ribosomal)
由大、小亚基组成,大亚 基有转肽酶活性. P位= 肽位= 给位 peptidyl site, donor site 暂时放氨基酸的位置
2018/10/6
12 3 32 1
3ˊ 5ˊ
13
tRNA与mRNA配对
摆动配对规律
tRNA I U C
mRNA
A G U
A G
C G U
氨基酸的活化
AA + tRNA
氨基酰-tRNA合成酶
ATP AMP + PPi
AA-tRNA
氨基酸＋ATP＋酶 →氨基酰-AMP-酶＋PPi
氨基酰-AMP-酶 + tRNA→氨基酰-tRNA＋AMP ＋酶
2018/10/6 30
真核生物起始复合物的形成
真核生物起始特点
核蛋白体差异: 80S (40S +60S)
起始tRNA为met-tRNA
没有PBS序列,有帽子结构和多聚A尾巴 起始顺序不同: 先形成eIF2-tRNA-GTP, 再 由 eIF3 和eIF4C 协助结合到小亚基上,然后 才由mRNA的AUG辨认met-tRNA的反密 码, eIF4 协助进入小亚基 eIF2 是蛋白质合成调控的关键物
第12章 翻译
Protein Biosynthesis
2018/10/6 1
蛋白质的生物合成 = 翻译 protein biosynthesis translation
以mRNA为直接 模板合成蛋白质的 过程。
将mRNA分子中 核糖核酸信息转变成 氨基酸信息的过程。