分子生物学：第七章翻译1

• 1965年Khorana利用已知的核苷酸重复序列，以此多聚核苷酸作模 板，在体外进行蛋白质合成。
1、组成重复的RNA只能是UCU-CUC,翻译的多肽为丝氨酸、亮氨 酸排列，此处不能确定其密码子
2、怎么读都产生多聚苯、多聚丝、多聚亮。1与2只有一个密码 子相同，都有丝氨酸、亮氨酸，不能确定
3、怎么读都为四个密码子的循环，但合成的肽连中氨基酸有三 种。亮氨酸、苏氨酸、酪氨酸 3与2对照，彼此共有密码子CUU和亮氨酸，因此，亮氨酸码 子为CUU 2中已知CUU是亮氨酸，2与1对照丝氨酸一定为UCU，因为1、 2中都有丝氨酸。苯丙氨酸则为UUC
• 1961年Crick 和Brenner证明遗传密码是三联体密码子。
• 原黄素(二氨基吖啶)可以使DNA增加或减少一个碱基。
(-)(-)(-)
一次删去5’-GUA ↓ ↓ ↓ UAC GGA U………3’
读码框不变
1961年Nirenberg 的无细胞蛋白合成系统：
（1）去模板：用DNAase处理E.coli抽提物，使DNA降解，除去原有的细菌 模板。这样的抽提物中含有：
• TψC常由5bp的茎和7nt和环组成。此臂负责和核糖体上的rRNA 识别 结合；
• 反密码子臂(anticodon arm)常由5bp的茎区和7nt的环区组成，它负 责对密码子的识别与配对。
• D环 (D arm)的茎区长度常为4bp，含有二氢尿嘧啶（dihydrouracil）。 负责和氨基酰tRNA聚合酶结合;
二人获得1968年诺贝尔化学奖
遗传密码特点：
• 连续性：密码子之间是连续的，中间没有停顿。如果插入或删除一 个碱基将会发生错误，称为移码，由移码产生的突变，称为移码突 变。
• 不重叠性：一般情况下，密码子之间是相连的，之间没有重叠 （non-overlapping）。但有例外。密码子的重叠与重叠基因是不同 的概念。
• 起始tRNA:能特异性识别mRNA模板上起始密码子的tRNA;
• 延伸tRNA:其他tRNA统称为延伸tRNA。
• 同工tRNA：将携带相同氨基酸的不同tRNA称为同工tRNA。 在一个同工tRNA组内，所有tRNA均专一于相同的氨基酰tRNA合成酶。同工tRNA既要有不同的反密码子以识别该氨基 酸的各种同义密码，又要有某种结构上的共同性，能被AAtRNA合成酶识别。
• 1964年Nirenberg又采用三联体结合实验,发现
• 游离AA-tRNA，因分子较小，可以通过硝酸纤维素滤膜；
• 加入三核苷酸，使核糖体跟三联体结合后，AA-tRNA可以结合上来形 成大的复合体，无法通过滤膜而被滞留。所以可以将结合核糖体的 AA-tRNA与未结合的分开。
• 每次加入一种已知顺序的三联体（如ACA），再加入AA-tRNA，看哪 种AA-tRNA被留在滤膜上。
• 简并性：4种碱基可以组合成64种密码子，而生物体内有20种氨基酸， 故存在多个密码子（以2-4个居多）编码一种氨基酸的情况，称为密码 子的简并性（degeneracy）。编码同一种氨基酸的密码子称为同义密 码子。
• 摆动性：在密码子与反密码子的配对中，密码子的前两位严格遵守碱基 配对原则，第三对碱基有一定的自由度，可以“摆动”， 称为摆动性 （wobble）。
• 终止密码子： 通用UAG，UAA，UGA，不编码氨基酸。
第二节 TRNA
tRNA二级结构
• tRNA长度范围一般为70-80个碱基， 其中有22个恒定核苷酸。
• 5’端和3’端配对（常为7bp）形成茎区， 称为受体臂（acceptor arm）或称氨 基酸臂 。在3’端永远是4个碱基 （XCCA）的单链区，在其末端有2’OH或3’-OH，是被氨基酰化位点。此 臂负责携带特异的氨基酸。
第七章 翻译1
第一节 遗传密码
遗传密码的破译
• 1954年Gamow 首先对遗传密码进行探讨，指出遗传密码子应该是 三联体密码。
• 若一种碱基对应与一种氨基酸，那么只可能产生4种氨基酸; • 若2个碱基编码一种氨基酸的话，4种碱基共有42=16种不同的排列组
合; • 3个碱基编码一种氨基酸，排列组合可产生43=64种不同形式； • 若是四联密码，就会产生44=256种排列组合。
• 额外环(extra arm)可变性大，从4 nt到21 nt不等，其功能是在tRNA 的L型三维结构中负责连接两个区域（D环－反密码子环和TψC-受体 臂）。
tRNA三级结构
• D环和TψC环形成了“L” 的转角。
• 由在二级结构中未配对碱基间 形成的三级氢键氢键维持结构 稳定。
• 碱基平面之间的堆积力也是结 构稳定因素之一。
• 通用性：不同生物的密码子具有相对通用性，这也从一个侧面证明了生 物来源于共同祖先的假说。线粒体和纤毛虫的密码子有特殊性。
• 偏好性：不同生物对同义密码子有一定的偏好。那些不被经常利用的同 义密码称为稀有密码。
• 起始密码子： 通用AUG（同时编码Met或fMet），少数细菌中使用 GUG（编码Val）。
反密码子
• tRNA上有三个特定的碱基组成反密码子，与密码子互补配对，方 向相反。
• 反密码子的5’碱基在与密码子配对时具有摆动性。
ห้องสมุดไป่ตู้
副密码子
• tRNA上存在一些特殊部位，能够 保证tRNA与特定的氨基酸结合， 这些部位称为鉴别元件或副密码 子。不同的tRNA的鉴别元件差异 很大。
• tRNA分类
第三节 核糖体
核糖体
• 由蛋白质和rRNA组成。核糖体是 翻译的场所，发挥着重要作用。
• 核糖体可游离存在，真核中，也 可同内质网结合，形成粗糙的内 质网。原核中，与mRNA形成多 聚核糖体
核糖体的功能位点
• P位点(肽酰tRNA 位点，peptidyl-tRNA site)与携带新生多肽链的 tRNA结合。
核糖体、ATP、氨基酸，mRNA（因半衰期短，很快被降解掉）
（2）加入尿苷二磷酸，人工合成poly（U）：合成了多聚苯丙氨酸 这一结果不仅证实了无细胞系统的成功，同时还表明UUU是苯丙氨酸的 密码子。
（3）分别加入polyA，polyC和polyG，相应地获得了多聚赖氨酸，多聚脯氨 酸和多聚甘氨酸。