第十二章 蛋白质的合成

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第十三蛋白质的生物合成

第十三蛋白质的生物合成
酸,这就是遗传密码。相邻的三个核苷酸称为密码 子(codon)。
64个密码子中只有61个密码代表相应的氨基酸
6
第六页,编辑于星期二:十八点 四十五分。
遗 传 密 码 表
7
第七页,编辑于星期二:十八点 四十五分。
起动信号与终止信号
AUG
UAA UAG UGA
蛋氨酸(真核生物)/甲酰蛋氨酸(原 核生物)
4
第四页,编辑于星期二:十八点 四十五分。
一、mRNA及遗传密码
mRNA是遗传信息的携带者
mRNA的作用:翻译的直接模板
mRNA
碱基语言
(4字符)
?
遗传密码
蛋白质
氨基酸语言
(20字符)
5
第五页,编辑于星期二:十八点 四十五分。
遗传密码 ——mRNA上的密码语言
在mRNA分子上,从5’端→3’端,每相邻的3个核 苷酸组成一组,在蛋白质合成时,对应某一种氨基
codon 1 codon 2 codon 3 codon 4 codon 5 codon 6 codon 7
protein methionine glycine serine isoleucine glycine alanine
从mRNA 5端起始密码子AUG到3端终止密码子 翻译具有方向性的
14
C.蛋氨酸密码子
D. Val密码子
(A,C)
4. 关于密码子,错误的叙述是
(A)
A. AUG表示蛋白质生物合成的启动
B.密码子AUG代表甲酰蛋氨酸
C.除AUG外,有时GUG是原核生物的启动信号
D.并非所有的AUG都是启动信号
E. 密码子AUG代表蛋氨酸
16
第十六页,编辑于星期二:十八点 四十五分。

生物化学(简单清晰)第12章 翻译

生物化学(简单清晰)第12章 翻译
IF-1:占据A位防止结合其他tRNA。
IF-2:促进起始tRNA与小亚基结合。
IF-3:促进大小亚基分离,提高P位 对结合起始tRNA敏感性。
(一)原核生物翻译起始复合物形成
• 核蛋白体大小亚基分离; • mRNA在小亚基定位结合; • 起始氨基酰-tRNA的结合; • 核蛋白体大亚基结合。
1. 核蛋白体大小亚基分离
tRNA在翻译过程 中起接合体(adaptor) 作用,又是氨基酸的运 载体。
氨基酸臂
反密码环
l 氨基酸的活化
(一)氨基酰-tRNA合成酶 (aminoacyl-tRNA synthetase)
氨基酰-tRNA合成酶
氨基酸 + tRNA
氨基酰- tRNA
ATP AMP+PPi
第一步反应
氨基酸+ATP+E —→氨基酰-AMP-E+AMP + PPi
30S小亚基:有mRNA结合位点
50S大亚基: E位:排出位(Exit site)
转肽酶活性
大小亚基共同组成:
A位:氨基酰位 (aminoacyl site) P位:肽酰位 (peptidyl site)
三、tRNA与氨基酸的活化
原 核 肽 链 合 成 终 止 过 程
COO-
RF
5'
UAG
3'
原核生物蛋白质合成的能量计算
氨基酸活化:2个~P
ATP
起始: 1个
GTP
延长: 2个
GTP
终止: 1个
GTP
结论:每合成一个肽键至少消耗4个~P。
多聚核蛋白体
(polysome) 一个mRNA分子可
同时有多个核蛋白体在 进行同一种蛋白质的合 成,这种mRNA和多个 核蛋白体的聚合物称为 多聚核蛋mRNA在小亚基定位结合

生化-第12章-蛋白质的生物合成(20150512)

生化-第12章-蛋白质的生物合成(20150512)

2.方向性(direction) 起始密码子总是位于编码区5′-末端, 而终止密码子位于3′-末端,每个密码子的 三个核苷酸也是按照5′→3′方向阅读,不能 倒读。
5′ 读码方向 3′
N
肽链延伸方向
C
3.简并性(degeneracy) 遗传密码中,除色氨酸和甲硫氨酸 仅有一个密码子外,其余氨基酸均有2
参与核糖体循环的起始因子
原核生物蛋白质合成起始阶段
• • • • 起始三元复合物的形成; mRNA在小亚基定位结合; 起始氨基酰-tRNA定位在P位; 起始复合物的形成。
1.起始三元复合物的形成
2.mRNA在小亚基定位结合
SD序列(Shine-Dalgarno sequence) : 在mRNA起始密码子的上游8~13个核苷酸处有一 段4~9个核苷酸组成的富含嘌呤核苷酸的序列,以 AGGA为核心,它可与核糖体小亚基中的16S rRNA 3′-端富含嘧啶的序列(UCCU)互补。
二、肽链合成的起始
指mRNA和起始氨基酰-tRNA与核蛋白体共 同构成起始复合物 。这一过程需要起始因子 (IF)、GTP和镁离子参与。 起始氨基酰-tRNA的表示方法:tRNAiMet
真核生物: Met-tRNAiMet
原核生物: fMet-tRNAifMet
甲硫氨酸 甲酰甲硫氨酰
原核生物中的起始因子有3种: IF1直接结合到小亚基A位,阻止tRNA过早与A 位结合; IF2具有GTP酶活性,催化fMet-tRNAifMet结合 至小亚基,并阻止其它负载tRNA与小亚基结合。 IF3结合于小亚基E位,阻止小亚基与大亚基的 结合,并促进fMet-tRNAifMet结合至核糖体的P位。
NH2 A1 A2A3A4……Anp……………….Amp…………….Aup……………COOH

生化复习思考题

生化复习思考题

生物化学期末复习思考题第一章蛋白质结构与功能1.试从含量及生物学性质说明蛋白质在生命过程中的重要性。

2.组成蛋白质的元素有哪几种?其中哪一种的含量可以看作是蛋白质的特征?此特性在实际上有何用途?3.蛋白质的基本组成单位是什么?蛋白质经过怎样处理才可产生这些基本组成单位?4.自然界中只有20多种氨基酸,其所组成的蛋白质则种类繁多,为什么?5.天然氨基酸在结构上有何特点?氨基酸是否都含有不对称碳原子?都具有旋光性质?6.氨基酸为什么具有两性游离的性质?7.何为兼性离子?8.沉淀蛋白质的方法有哪些?各有何特点?9.蛋白质一、二、三、四级结构及维持各级结构的键或力是什么?10.蛋白质二级结构有哪些主要形式?11.举例说明蛋白质一级结构与功能的关系,空间结构与功能的关系。

12.什么是蛋白质的等电点?当溶液PH>PI时,溶液中的蛋白质颗粒带什么电荷?13.什么是蛋白质的变性作用?举例说明实际工作中应用和避免蛋白质变性的例子。

14.维持蛋白质胶体稳定性的因素是什么?15.名词解释:肽键、肽键平面、亚基、蛋白质的两性电离和等电点、蛋白质的变性、蛋白质沉淀、变构作用、分子病、盐析。

第二章核酸结构与功能1.试比较RNA和DNA在结构上的异同点。

2.试述DNA双螺旋结构模式的要点及其与DNA生物学功能的关系。

3.试述RNA的种类及其生物学作用。

4.与其它RNA相比较,tRNA分子结构上有哪些特点?5.什么是解链温度?影响特定核酸分子Tm值大小的因素是什么?为什么?6.DNA与RNA分子组成有何差别?7.维持DNA一级结构和空间结构的作用力是什么?8.生物体内重要环化核苷酸有哪两种?功能是什么?9.按5′→3′顺序写出下列核苷酸的互补链。

①GATCCA ②TCCAGC10.试从以下几方面对蛋白质与DNA进行比较:①一级结构②空间结构③主要生理功能11.名词解释:稀有碱基、DNA的一级结构、核酸的变性、复性、Tm值、核酸杂交、第三章酶1.何谓酶?酶作为催化剂有哪些特点?2.辅助因子的化学本质是什么?何谓辅酶和辅基?辅酶与酶蛋白有何关系?3.主要辅酶(辅基)有哪些?它们的主要功能各是什么?4.试述酶作用的机理及影响酶促反应的因素。

(完整版)生物化学习题-蛋白质的生物合成

(完整版)生物化学习题-蛋白质的生物合成

第十二章蛋白质的生物合成一、知识要点(一)蛋白质生物合成体系的重要组分蛋白质生物合成体系的重要组分主要包括mRNA 、tRNA 、rRNA、有关的酶以及几十种蛋白质因子。

其中,mRNA是蛋白质生物合成的直接模板。

tRNA的作用体现在三个方面:3ˊCCA接受氨基酸;反密码子识别mRNA链上的密码子;连接多肽链和核糖体。

rRNA和几十种蛋白质组成合成蛋白质的场所——核糖体。

遗传密码的特点:无标点性、无重叠性;通用性和例外;简并性;变偶性。

(二)蛋白质白质生物合成的过程蛋白质生物合成的过程分四个步骤:氨基酸活化、肽链合成的起始、延伸、终止和释放。

其中,氨基酸活化即氨酰tRNA的合成,反应由特异的氨酰tRNA合成酶催化,在胞液中进行。

氨酰tRNA合成酶既能识别特异的氨基酸,又能辩认携带该氨酰基的一组同功受体tRNA分子。

肽链合成的起始对于大肠杆菌等原核细胞来说,是70S起始复合物的形成。

它需要核糖体30S和50S亚基、带有起始密码子AUG的mRNA、fMet-tRNA f 、起始因子IF1、IF2、IF3(分子量分别为10 000、80 000和21 000的蛋白质)以及GTP和Mg2+的参加。

肽链合成的延伸需要70S起始复合物、氨酰-tRNA、三种延伸因子:一种是热不稳定的EF-Tu,另一种是热稳定的EF-Ts,第三种是依赖GTP的EF-G以及GTP和Mg2+。

肽链合成的终止和释放需要三个终止因子RF1、RF2、RF3蛋白的参与。

比较真核细胞蛋白质生物合成与原核细胞的不同。

(三)蛋白质合成后的修饰蛋白质合成后的几种修饰方式:氨基末端的甲酰甲硫氨酸的切除、肽链的折叠、氨基酸残基的修饰、切去一段肽链。

二、习题(一)(一)名词解释1.密码子(codon)2.反义密码子(synonymous codon)3.反密码子(anticodon)4.变偶假说(wobble hypothesis)5.移码突变(frameshift mutant)6.氨基酸同功受体(isoacceptor)7.反义RNA(antisense RNA)8.信号肽(signal peptide)9.简并密码(degenerate code)10.核糖体(ribosome)11.多核糖体(poly some)12.氨酰基部位(aminoacyl site)13.肽酰基部位(peptidy site)14.肽基转移酶(peptidyl transferase)15.氨酰- tRNA合成酶(amino acy-tRNA synthetase)16.蛋白质折叠(protein folding)17.核蛋白体循环(polyribosome)18.锌指(zine finger)19.亮氨酸拉链(leucine zipper)20.顺式作用元件(cis-acting element)21.反式作用因子(trans-acting factor)22.螺旋-环-螺旋(helix-loop-helix)(二)英文缩写符号1.IF(initiation factor):2.EF(elongation factor):3.RF(release factor):4.hnRNA(heterogeneous nuclear RNA):5.fMet-tRNA f :6.Met-tRNA i :(三)填空题1.蛋白质的生物合成是以______作为模板,______作为运输氨基酸的工具,_____作为合成的场所。

生物化学名词解释

生物化学名词解释

生物化学名词解释第一章蛋白质的结构与功能1.肽键:一分子氨基酸的氨基和另一分子氨基酸的羧基通过脱去水分子后所形成的酰胺键称为肽键。

2.等电点:在某一pH溶液中,氨基酸或蛋白质解离成阳离子和阴离子的趋势或程度相等,成为兼性离子,成点中性,此时溶液的pH称为该氨基酸或蛋白质的等电点。

3.模体:在蛋白质分子中,由两个或两个以上具有二级结构的肽段在空间上相互接近,形成一个特殊的空间构象,并发挥特殊的功能,称为模体。

4.结构域:分子量较大的蛋白质三级结构常可分割成多个结构紧密的区域,并行使特定的功能,这些区域被称为结构域。

5.亚基:在蛋白质四级结构中每条肽链所形成的完整三级结构。

6.肽单元:在多肽分子中,参与肽键的4个原子及其两侧的碳原子位于同一个平面内,称为肽单元。

7.蛋白质变性:在某些理化因素影响下,蛋白质的空间构象破坏,从而改变蛋白质的理化性质和生物学活性,称之为蛋白质变性。

第二章核酸的结构与功能1. DNA变性:在某些理化因素作用下,DNA分子稳定的双螺旋空间构象破环,双链解链变成两条单链,但其一级结构仍完整的现象称DNA变性。

2. Tm:即溶解温度,或解链温度,是指核酸在加热变性时,紫外吸收值达到最大值50%时的温度。

在Tm时,核酸分子50%的双螺旋结构被破坏。

3.增色效应:核酸加热变性时,由于大量碱基暴露,使260nm处紫外吸收增加的现象,称之为增色效应。

4. HnRNA:核内不均一RNA。

在细胞核内合成的mRNA初级产物比成熟的mRNA分子大得多,称为核内不均一RNA。

hnRNA在细胞核内存在时间极短,经过剪切成为成熟的mRNA,并依靠特殊的机制转移到细胞质中。

5.核酶:也称为催化性RNA,一些RNA具有催化能力,可以催化自我拼接等反应,这种具有催化作用的RNA分子叫做核酶。

6.核酸分子杂交:不同来源但具有互补序列的核酸分子按碱基互补配对原则,在适宜条件下形成杂化双链,这种现象称核酸分子杂交。

生物化学第十二章-蛋白质的生物合成

生物化学第十二章-蛋白质的生物合成

第十二章蛋白质的生物合成一、蛋白质生物合成体系:生物体内的各种蛋白质都是生物体利用约20种氨基酸为原料自行合成的。

蛋白质的生物合成过程,就是将DNA传递给mRNA的遗传信息,再具体的解译为蛋白质中氨基酸排列顺序的过程,这一过程被称为翻译(translation)。

参与蛋白质生物合成的各种因素构成了蛋白质合成体系,该体系包括:1.mRNA:作为指导蛋白质生物合成的模板。

mRNA中每三个相邻的核苷酸组成三联体,代表一个氨基酸的信息,此三联体就称为密码。

共有64种不同的密码。

遗传密码具有以下特点:①连续性;②简并性;③通用性;④方向性;⑤摆动性;⑥起始密码:AUG;终止密码:UAA、UAG、UGA。

2.tRNA:在氨基酸tRNA合成酶催化下,特定的tRNA可与相应的氨基酸结合,生成氨基酰tRNA,从而携带氨基酸参与蛋白质的生物合成。

tRNA反密码环中部的三个核苷酸构成三联体,可以识别mRNA上相应的密码,此三联体就称为反密码。

反密码对密码的识别,通常也是根据碱基互补原则,即A—U,G—C配对。

但反密码的第一个核苷酸与第三核苷酸之间的配对,并不严格遵循碱基互补原则,这种配对称为不稳定配对。

能够识别mRNA中5′端起动密码AUG的tRNA称为起动tRNA。

在原核生物中,起动tRNA是tRNAfmet;而在真核生物中,起动tRNA是tRNAmet。

3.rRNA和核蛋白体:原核生物中的核蛋白体大小为70S,可分为30S小亚基和50S大亚基。

真核生物中的核蛋白体大小为80S,也分为40S小亚基和60S大亚基。

核蛋白体的大、小亚基分别有不同的功能:⑴小亚基:可与mRNA、GTP和起动tRNA结合。

⑵大亚基:①具有两个不同的tRNA结合点。

A位——受位或氨酰基位,可与新进入的氨基酰tRNA 结合;P位——给位或肽酰基位,可与延伸中的肽酰基tRNA结合。

②具有转肽酶活性。

在蛋白质生物合成过程中,常常由若干核蛋白体结合在同一mRNA分子上,同时进行翻译。

第十二章生物化学试题

第十二章生物化学试题

第十二章蛋白质的生物合成(翻译)【测试题】一、名词解释1.翻译2.密码子3.反密码子4.密码的摆动性5.核蛋白体循环6.移码突变7.信号肽8.SD序列9.翻译后加工10.多核蛋白体11.密码的简并性12.起始者tRNA13.干扰素14.抗生素15.转肽酶16.转位酶17.核蛋白体的A位18.核蛋白体的P位19.蛋白质的靶向输送20.SRP二、填空题21.在蛋白质生物合成中,mRNA起____作用,tRNA起____作用,由rRNA与蛋白质组成的核蛋白体起____.22.合成蛋白质的原料是____ ,有____种。

23.密码子有____个,其中编码氨基酸的密码子有____个,起始密码子是____,终止密码子是____、____、____。

24.密码子的阅读方向是____,多肽链合成的方向是____。

25.翻译的延长包括____、____和____三个连续的步骤。

26.原核生物和真核生物翻译起始复合物生成区别在于第二步,原核生物先生成____,真核生物先生成____。

27.翻译延长的注册也称进位,是指____进入____位。

28.转肽酶位于核蛋白体的____上,该酶催化____键的形成,另外还有____酶活性。

29.密码子为AUG,与其对应的反密码子是5′____3′。

30.蛋白质生物合成终止需要____因子和____因子,能辨认终止密码,促使肽链从核蛋白体上释放下来的是____ 因子,能把mRNA从核蛋白体上释放出来的是____因子。

31.信号肽结构的N-端是____ 区,中部是____区,C-端是____区。

32.肽链的延长包括____、____和____,其中____和____各消耗1分子GTP。

33.氨基酸活化需要____酶催化,使氨基酸的____ 基与____之间以____键相连,产物是____。

此反应消耗____个高能磷酸键。

34.密码子的第____位碱基与反密码子的第____位碱基常出现不稳定配对,称____配对。

生物化学——名词解释题库

生物化学——名词解释题库

【生物化学——名词解说大全】第一章蛋白质1.两性离子(dipolarion )2.必要氨基酸(essential amino acid)3.等电点 (isoelectric point,pI)4.罕有氨基酸(rare amino acid)5.非蛋白质氨基酸(nonprotein amino acid) 6.构型 (configuration)7.蛋白质的一级构造(protein primary structure)8.构象 (conformation)9.蛋白质的二级构造(protein secondary structure)10.构造域 (domain)11.蛋白质的三级构造(protein tertiary structure)12.氢键 (hydrogen bond)13.蛋白质的四级构造(protein quaternary structure)14.离子键 (ionic bond)15.超二级构造(super-secondary structure) 16.疏水键 (hydrophobic bond)17.范德华力 ( van der Waals force) 18.盐析 (salting out)19.盐溶 (salting in)20.蛋白质的变性(denaturation)21.蛋白质的复性(renaturation)22.蛋白质的积淀作用(precipitation) 23.凝胶电泳(gel electrophoresis)24.层析( chromatography )第二章核酸1.单核苷酸 (mononucleotide)2.磷酸二酯键(phosphodiester bonds)3.不对称比率(dissymmetry ratio )4.碱基互补规律(complementary base pairing)5.反密码子(anticodon)6.顺反子( cistron )7.核酸的变性与复性( denaturation 、renaturation )8.退火( annealing)9.添色效应(hyper chromic effect )10.减色效应(hypo chromic effect )11.噬菌体( phage)12.发夹构造( hairpin structure )13. DNA 的溶化温度( melting temperature Tm)14.分子杂交(molecular hybridization )15.环化核苷酸(cyclic nucleotide)第三章酶与辅酶1.米氏常数(K m值)2.底物专一性(substrate specificity )3.辅基( prosthetic group )4.单体酶( monomeric enzyme )5.寡聚酶( oligomeric enzyme )6.多酶系统(multienzyme system )7.激活剂( activator )8.克制剂( inhibitor inhibiton)9.变构酶( allosteric enzyme )10.同工酶( isozyme)11.引诱酶( induced enzyme)12.酶原( zymogen)13.酶的比活力( enzymatic compare energy )14.活性中心( active center)第四章生物氧化与氧化磷酸化1.生物氧化( biological oxidation )2.呼吸链( respiratory chain )3.氧化磷酸化( oxidative phosphorylation )4.磷氧比 P/O( P/O)5.底物水平磷酸化( substrate level phosphorylation )6.能荷( energy charg第五章糖代谢1.糖异生 (glycogenolysis)2. Q 酶 (Q-enzyme)3.乳酸循环 (lactate cycle)4.发酵 (fermentation)5.变构调理 (allosteric regulation)6.糖酵解门路(glycolytic pathway)7.糖的有氧氧化(aerobic oxidation)8.肝糖原分解(glycogenolysis)9.磷酸戊糖门路 (pentose phosphate pathway) 10. D- 酶( D-enzyme )11.糖核苷酸(sugar-nucleotide)第六章脂类代谢1.必要脂肪酸(essential fatty acid )2.脂肪酸的α -氧化 (α - oxidation)3.脂肪酸的β -氧化 (β - oxidation)4.脂肪酸的ω -氧化 (ω - oxidation)5.乙醛酸循环(glyoxylate cycle )6.柠檬酸穿越 (citriate shuttle)7.乙酰 CoA 羧化酶系( acetyl-CoA carnoxylase)8.脂肪酸合成酶系统( fatty acid synthase system)第八章含氮化合物代谢1.蛋白酶( Proteinase)2.肽酶( Peptidase)3.氮均衡( Nitrogen balance )4.生物固氮(Biological nitrogen fixation)5.硝酸复原作用(Nitrate reduction )6.氨的同化( Incorporation of ammonium ions into organic molecules )7.转氨作用(Transamination )8.尿素循环(Urea cycle )9.生糖氨基酸(Glucogenic amino acid )10.生酮氨基酸(Ketogenic amino acid )11.核酸酶( Nuclease)12.限制性核酸内切酶( Restriction endonuclease)13.氨基蝶呤(Aminopterin )14.一碳单位(One carbon unit )第九章核酸的生物合成1.半保存复制( semiconservative replication )2.不对称转录(asymmetric trancription )3.逆转录( reverse transcription )4.冈崎片段(Okazaki fragment )5.复制叉( replication fork )6.领头链( leading strand)7.随后链( lagging strand )8.存心义链(sense strand)9.收复生( photoreactivation )10.重组修复(recombination repair )11.内含子( intron )12.外显子( exon)13.基因载体(genonic vector )14.质粒( plasmid )第十一章代谢调理1.引诱酶( Inducible enzyme )2.标兵酶( Pacemaker enzyme)3.操控子( Operon)4.衰减子( Attenuator )5.隔绝物( Repressor)6.辅隔绝物( Corepressor)7.降解物基因活化蛋白(Catabolic gene activator protein )8.腺苷酸环化酶(Adenylate cyclase )9.共价修饰( Covalent modification )10.级联系统( Cascade system)11.反应克制(Feedback inhibition )12.交错调理( Cross regulation )13.前馈激活(Feedforward activation )14.钙调蛋白( Calmodulin )第十二章蛋白质的生物合成1.密码子 (codon)2.反义密码子(synonymous codon)3.反密码子 (anticodon)4.变偶假说 (wobble hypothesis)5.移码突变 (frameshift mutant)6.氨基酸同功受体(isoacceptor)7.反义 RNA(antisense RNA)8.信号肽 (signal peptide)9.简并密码 (degenerate code)10.核糖体 (ribosome)11.多核糖体 (poly some)12.氨酰基部位(aminoacyl site)13.肽酰基部位(peptidy site)14.肽基转移酶(peptidyl transferase) 15.氨酰 - tRNA 合成酶 (amino acy-tRNA synthetase)16.蛋白质折叠(protein folding)17.核蛋白体循环(polyribosome)18.锌指 (zine finger)19.亮氨酸拉链(leucine zipper)20.顺式作用元件(cis-acting element) 21.反式作用因子(trans-acting factor) 22.螺旋 - 环 - 螺旋 (helix-loop-helix)第一章蛋白质1.两性离子:指在同一氨基酸分子上含有等量的正负两种电荷,又称兼性离子或偶极离子。

生物化学第12章 核酸代谢与蛋白质的生物合成

生物化学第12章 核酸代谢与蛋白质的生物合成

课外练习题一、名词解释1、嘌呤核苷酸的从头合成途径;2、嘧啶核苷酸的补救合成途径;3、半保留复制;4、冈崎片段;5、逆转录;6、复制;7、转录;8、外显子;9、内含子;10、翻译;11、反密码子;12、密码的简并性。

二、符号辨识1、IMP;2、PRPP;3、SSB;4、cDNA;三、填空1、核苷酸的合成包括()和()两条途径。

2、脱氧核苷酸是由()还原而来。

3、DNA的复制方向是从()端到()端展开。

4、体内DNA复制主要使用()作为引物,而在体外进行PCR扩增时使用人工合成的()作为引物。

5、DNA损伤可分为()损伤和()损伤两种类型,造成DNA损伤的因素有()因素和()因素。

6、基因转录的方向是从()端到()端。

7、第一个被转录的核苷酸一般是()核苷酸。

8、蛋白质的生物合成是以()作为模板,以()作为运输氨基酸的工具,以()作为合成的场所。

9、细胞内多肽链合成的方向是从()端到()端,而阅读mRNA的方向是从()端到()端。

10、某一tRNA的反密码子是GGC,它可识别的密码子为()和()。

11、原核生物蛋白质合成中第一个被掺入的氨基酸是()。

12、DNA拓补异构酶()能够切开DNA的1条链,而DNA拓补异构酶()能同时切开DNA的2条链。

13、大肠杆菌在DNA复制过程中切除RNA引物的酶是()。

14、从IMP合成GMP需要消耗(),而从IMP合成AMP需要消耗()作为能源物质。

15、在大多数DNA修复中,牵涉到四步序列反应,它们的次序是()、()、()和()。

四、判别正误1、嘌呤核苷酸是从磷酸核糖焦磷酸开始合成的。

()2、核苷酸生物合成中的甲基一碳单位供体是S-腺苷蛋氨酸。

()3、所有核酸的复制过程中,新链的形成都必须遵循碱基配对的原则。

()4、所有核酸合成时,新链的延长方向都是从5`→3`。

()5、生物体中遗传信息的流动方向只能由DNA→ RNA,决不能由RNA→DNA。

()6、DNA复制时,先导链是连续合成,而后随链是不连续合成的。

第十二章 蛋白质的生物合成(翻译)

第十二章 蛋白质的生物合成(翻译)
2) 简并性: 除色氨酸、蛋氨酸外均有2-3个或4-6个密码。其三联体上1,2位碱基相同,而第三位上碱基则不同。
密码专一性由头2个碱基决定,三中读二;生物学意义:减少突变的有害效应。
不同生物对密码子具有偏爱性。
3)摆动性:翻译过程氨基酸的正确加入,需靠mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子相互以碱基配对辨认。
大小亚基共同组成核糖体。
核蛋白体蛋白(rps,rpl)种类繁多,其中有些就是参与蛋白质合成的酶和各种因子,靠这些蛋白质、rRNA,还有mRNA、 tRNA等特异性的、准确的相互配合,使氨基酸按mRNA上的遗传密码指引依次聚合为肽链。
原核生物转录过程电镜下看到的羽毛状模型,在长短不一的尚未转录完成的mRNA上,已附着了若干个核蛋白体。
(二) 起始肽链合成的氨基酰-tRNA
密码子AUG可编码甲硫氨酸,同时作为起始密码。
氨基酰-tRNA书写规则:Arg-tRNAarg;AA—tRNAaa;
原核生物:起始密码(AUG、GUG、UUG)——编码甲酰蛋氨酸fMet、tRNAfMet,
fMet—tRNAifMet;
真核生物:起始密码Met、Met-tRNAiMet;延长过程: Met、Met-tRNAeMet
一、肽链合成起始 (熟悉)
翻译起始是把带有甲硫氨酸的起始tRNA连同mRNA结合到核蛋白体上,生成翻译起始复合物(translational inition complex)。此过程需多种起始因子参加。原核生物与真核生物所需的起始因子不相同,氨基酰-tRNA、mRNA结合到核蛋白体上的步骤,大致上是一样的。
第二节 蛋白质生物合成过程
RNA的碱基序列是从5’-端自左至右书写至3’端,对应肽链的氨基酸序列从 N-端自左至右书写至 C端。翻译过程从读码框架的5’-AUG……开始,按mRNA模板三联体的顺序延长肽链,直至终止密码出现。终止密码前一位三联体,翻译出肽链 C—端氨基酸。翻译过程也可分起始、延长、终止阶段来描述。氨基酰-tRNA的合成,是伴随着起始、延长阶段不断地进行和配合着的。此外,蛋白质合成后,还需要加工修饰。

蛋白质的生物合成及转运

蛋白质的生物合成及转运

第十二章蛋白质的生物合成及转运蛋白质的生物合成在细胞代谢中占有十分重要的地位。

目前已经完全清楚,贮存遗传信息的DNA并不是蛋白质合成的直接模板,DNA上的遗传信息需要通过转录传递给mRNA。

mRNA才是蛋白质合成的直接模板。

mRNA是由4种核苷酸构成的多核苷酸,而蛋白质是由20种左右的氨基酸构成的多肽,它们之间遗传信息的传递与从一种语言翻译成另一种语言时的情形相似。

所以人们称以mRNA为模板合成蛋白质的过程为翻译或转译(translation)。

翻译的过程十分复杂,几乎涉及到细胞内所有种类的RNA和几十种蛋白质因子。

蛋白质合成的场所是核糖体,合成的原料是氨基酸,反应所需能量由A TP和GTP提供。

蛋白质合成的早期研究工作都是用大肠杆菌的无细胞体系进行的,所以对大肠杆菌的蛋白质合成机理了解最多。

真核细胞蛋白质合成的机理与大肠杆菌的有许多相似之处。

第一节遗传密码任何一种天然多肽都有其特定的严格的氨基酸序列。

有机界拥有1010~1011种不同的蛋白质,构成数目这么庞大的不同的多肽的单体却只有20种氨基酸。

氨基酸在多肽中的不同排列次序是蛋白质多样性的基础。

目前已经清楚,多肽上氨基酸的排列次序最终是由DNA上核苷酸的排列次序决定的,而直接决定多肽上氨基酸次序的却是mRNA。

不论是DNA还是mRNA,基本上都由4种核苷酸构成。

这4种核苷酸如何编制成遗传密码,遗传密码又如何被翻译成20种氨基酸组成的多肽,这就是蛋白质生物合成中的遗传密码的翻译问题。

一、密码单位用数学方法推算,如果mRNA分子中的一种碱基编码一种氨基酸,那么4种碱基只能决定4种氨基酸,而蛋白质分子中的氨基酸有20种,所以显然是不行的。

如果由mRNA 分子中每2个相邻的碱基编码一种氨基酸,也只能编码42=16种氨基酸,仍然不够。

如果采用每3个相邻的碱基为一个氨基酸编码,则43=64,可以满足20种氨基酸编码的需要。

所以这种编码方式的可能性最大。

应用生物化学和遗传学的研究技术,已经充分证明了是293三个碱基编码一个氨基酸。

第十二章 蛋白质的生物合成x

第十二章 蛋白质的生物合成x
单顺反子(single cistron):真核mRNA只编码一 种蛋白质。
原核生物的多顺反子
5 PPP 3
蛋白质
真核生物的单顺反子
5 mG - PPP 3
蛋白质
非编码序列 核糖体结合位点 编码序列 起始密码子 终止密码子

mRNA上存在遗传密码 mRNA分子上从5至3方向,由AUG开
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。
密码子、反密码子配对的摆动现象
二、核糖体是多肽链合成的装置
原核生物核糖体
真核生物核糖体
核 蛋 白 体 的 组 成
原核生物翻译过程中核糖体结构模式
IF-3
IF-1
IF-3
IF-1
2. mRNA在小亚基定位结合
5'
IF-3
A U G IF-1
3'
3. 起始氨基酰tRNA( 小亚基
fMet fMet-tRNAi
)结合到
IF-2 GTP
5'
IF-3
A U G IF-1
3'
4. 核糖体大亚基结合,起始复合物形成
IF-2
GTP
IF-2
GDP+ Pi
翻译的终止(termination )
一、肽链合成起始 指mRNA和起始氨基酰-tRNA分别
与核糖体结合而形成翻译起始复合物
原核生物翻译起始复合物形成

► ►
核糖体大小亚基分离;
mRNA在小亚基定位结合; 起始氨基酰-tRNA( fMet-tRNAifMet ) 的结合;

生物化学翻译

生物化学翻译
Figure 6-72 (part 3 of 5) Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
(6)第二个tRNA携带的氨基酸结 合到A位上,开始肽链的延伸阶 段
Figure 6-72 (part 4 of 5) Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
50S大亚基 30S小亚基
5S rRNA 23S rRNA ~34 proteins
16S rRNA ~21 proteins
60S大亚基 80S核糖体
40S小亚基
5S rRNA 28S rRNA 5.8S rRNA ~49 proteins
18S rRNA ~33 proteins
核糖体的聚合和解离
同功tRNA:运载同一种氨基酸的 一组不同tRNA
tRNA的三维结构
3’
5’
T环 D环
D环
T环
3’ 5’
tRNA的三维结构
(三)、rRNA
Figure 7-30 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
原核和真核生物核糖体的结构和组成
70S 核糖体
细菌的mRNA结构
Figure 6-73 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
(二)、真核生物肽链合成的起始
(1)、 真核生物mRNA的结构
➢ 真核生物mRNA通常是单顺反子
当5’端具有数个AUG时,其中只有一个AUG为主要开放阅读框架的翻译起点。 起始AUG具有二个特点:

第十二章 蛋白质的生物合成(11采用)

第十二章 蛋白质的生物合成(11采用)

延长因子(elongation factor,EF) 释放因子(release factor,RF)
延长因子
IF-3 促进大小亚基分离,提高P位对结合起始tRNA的敏感 性 EF-Tu 促进氨基酰-tRNA进入A位,结合并分解GTP EF-Ts EF-G 调节亚基 有转位酶活性,促进mRNA-肽酰-tRNA由A位移至P 位,促进tRNA卸载与释放 特异识别UAA、UAG,诱导转肽酶转变为酯酶 特异识别UAA、UGA,诱导转肽酶转变为酯酶 可与核蛋白体其他部位结合,有 GTP酶活性,能介导 RF-1及RF-2与核蛋白体的相互作用
是蛋白质生物合成的直接模板
mRNA种类多,大小不一,半衰期短 占RNA总量1%-2%
原核生物的多顺反子
5 PPP 3
蛋白质
真核生物的单顺反子
5 mG - PPP
AAA …
3
蛋白质 非编码序列 编码序列 核蛋白体结合位点 起始密码子 终止密码子

mRNA上存在遗传密码
mRNA分子上从5至3方向,由AUG开始,每
简并性(degeneracy)
通用性(universality)
摆动性(wobble)
(一)方向性
翻译时遗传密码的本身及阅读方向是5’→3’,
即读码从mRNA的起始密码子AUG开始,按
5’→3’的方向逐一阅读,直至终止密码子。
5′ 读码方向 3′
N
肽链延伸方向
C
(二)连续性
编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码 从5’ 3’连续阅读,密码间既无间断也无交叉。
5’…….A U G G C A G U A C A U …… U A A 3’
Met Ala Val His 终止密码
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5' 7 m Gppp 编码区 ORF AUG UAA 3' AAA……An
5'非翻译区
3'非翻译区
密码子的第二个字母
遗 传 密 码 表
密 码 子 的 第 一 个 字 母

遗传密码的特点
1. 连续性(commaless) 编码蛋白质氨基酸序列的各个三 联体密码连续阅读,密码间既无间隔 也无重叠。
第十二章
蛋白质的生物合成(翻译)
Protein Biosynthesis (Translation)
蛋白质的生物合成过程就是将 mRNA分子中由碱基序列组成的遗传 信息,通过遗传密码破译的方式转变 成为蛋白质中的氨基酸排列顺序,因 而称为翻译(translation)。
第一节
蛋白质合成体系
Protein Biosynthesis System
蛋白质合成中 mRNA模板的方向:5′→ 3′; 蛋白质的合成方向:N端→ C端。
蛋白质合成过程:
起始 延长 终止
一、肽链合成起始
指mRNA和起始氨基酰-tRNA分别 与核蛋白体结合而形成翻译起始复合物 (translational initiation complex)。 参与起始过程的蛋白质因子称起始 因子(initiation factor,IF)。
• 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)。
• 真核生物一个mRNA只编码一种蛋白质,为单 顺反子(single cistron)。
mRNA结构简图

mRNA上存在遗传密码 mRNA分子上从5至3方向,由AUG开
成,这种mRNA和多个
核蛋白体的聚合物称为
多聚核蛋白体。
第 三 节
蛋白质合成后加工和输送
Posttranslational Processing & Protein Transportation
从核蛋白体释放出的新生多肽链不具备 蛋白质生物活性,必需经过不同的翻译后复 杂加工过程才转变为天然构象的功能蛋白。 主要包括
参与蛋白质生物合成的物质包括:

三种RNA
– mRNA
– rRNA
– tRNA

20种氨基酸作为原料 酶及蛋白因子,如IF、eIF等 ATP、GTP、无机离子
一、翻译模板mRNA及遗传密码
1961年, Nirenberg 证明了 mRNA的模板作用。
• mRNA是遗传信息的携带者
• 遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为顺反子 (cistron)。
2. 简并性(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个密码子为之编码。
遗传密码的简并性
密码子简并性的生物学意义:减少有 害突变。 遗传密码的特异性主要取决于前两位 碱基。 GCU GCC GCA GCG ACU ACC ACA ACG
• 大多数天然蛋白质折叠都需要其他酶和蛋 白质的辅助。
几种有促进蛋白折叠功能的大分子
1. 分子伴侣 (molecular chaperon)
2. 蛋白二硫键异构酶 (protein disulfide
isomerase, PDI)
3. 肽-脯氨酰顺反异构酶 (peptide prolyl cistrans isomerase, PPI)
(二)起始肽链合成的氨基酰-tRNA 真核生物:
Met Met-tRNAi
原核生物: fMet-tRNAifMet
fMet-tRNAifMet的生成:
fMet Met-tRNAi
转甲酰基酶 N -CHO FH4
10
fMet fMet-tRNAi
第二节
蛋白质生物合成过程
The Process of Protein Biosynthesis
真核生物翻译起始的特点
• 核蛋白体是80S; • 起始因子种类多; • 起始tRNA的Met不需甲酰化;
• mRNA的5’帽子和3’poly A尾结构与 mRNA在核蛋白体就位有关; • 起始tRNA先与核蛋白体小亚基结合,然 后再结合mRNA
二、肽链的延长
指按照mRNA密码序列的指导,依 次添加氨基酸从N端向C端延伸肽链,直 到合成终止的过程。

氨基酰-tRNA + AMP + E
• 氨基酰-tRNA合成酶对氨基酸和tRNA都有高度 特异性。
• 氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性(proofreading activity) 。
• 氨基酰-tRNA的表示方法:
Ala-tRNAAla
Ser-tRNASer
Met-tRNAMet
氨基酸的活化形式:氨基酰-tRNA 氨基酸的活化部位:α-羧基 氨基酸与tRNA连接方式:酯键 氨基酸活化耗能:2个~P
参与起始过程的蛋白质因子称起始因
子(initiation factor,IF)。原核生物起
始因子有三种:
IF-1:占据A位防止结合其他tRNA。
IF-2:促进起始tRNA与小亚基结合。
IF-3:促进大小亚基分离,提高P位对 结合起始tRNA敏感性。
(一)原核生物翻译起始复合物形成 • 核蛋白体大小亚基分离; • mRNA在小亚基定位结合; • 起始氨基酰-tRNA的结合; • 核蛋白体大亚基结合。
始,每3个核苷酸为一组,决定肽链上某一 个氨基酸或蛋白质合成的起始、终止信号, 称为三联体密码(triplet codon)。
从mRNA 5端起始密码子AUG到3端终
止密码子之间的核苷酸序列,各个三联体密 码连续排列编码一条多肽链,称为开放阅读 框架(open reading frame, ORF)。
重叠密码
非重叠连续的密码
不连续的密码
基因损伤引起mRNA阅读框架内的碱 基发生插入或缺失,可能导致框移突变 (frameshift mutation)。
mRNA编辑
由于对mRNA外显子的加工,造成 mRNA与其DNA模板序列之间不匹配, 使同一mRNA前体翻译出序列、功能不同 的蛋白质。这种基因表达的调节方式称为 mRNA编辑(mRNA editing)。
摆动配对
U
二、核蛋白体是多肽链合成的装臵
核蛋白体的组成
核蛋 白体 原核生物 真核生物 蛋白质 S值 rRNA 蛋白质 S值 rRNA
小亚基
大亚基 核蛋白 体
21种
34种
30S 16S
23S 50S 5S 70S
33种
49种
40S
18S
28S 60S 5.8S 5S 80S
原核生物核蛋白体结构模式
EF-Tu
EF-Ts EFG
促进氨基酰-tRNA进入A位, 结合分解GTP
调节亚基 有转位酶活性,促进mRNA肽酰-tRNA由A位前移到P位, 促进卸载tRNA释放
EF-1-α
EF-1-βγ EF-2
(一)进位 指根据mRNA
下一组遗传密码指
导,使相应氨基酰 -tRNA进入核蛋白 体A位。
延长因子EF-T催化 进位(原核生物)
5'
AUG
3'
进 位
成肽 转 位
(四)真核生物延长过程
真核生物肽链合成的延长过程与原核 基本相似,但有不同的反应体系和延长因 子。
另外,真核细胞核蛋白体没有E位,转 位时卸载的tRNA直接从P位脱落。
三、肽链合成的终止
当mRNA上终止密码出现后,多肽链 合成停止,肽链从肽酰-tRNA中释出, mRNA、核蛋白体等分离,这些过程称 为肽链合成终止。
终止相关的蛋白因子称为释放因子 (release factor, RF)
原核生物释放因子:RF-1,RF-2,RF-3 真核生物释放因子:eRF
释放因子的功能
• 识别终止密码,如RF-1特异识别UAA、UAG; 而RF-2可识别UAA、UGA。 • 诱导转肽酶改变为酯酶活性,使肽链从核蛋 白体上释放。
• 肽链的延长是在核蛋白体上连续性循环式 进行,又称为核蛋白体循环(ribosomal cycle),每次循环增加一个氨基酸,分为 以下三步:
– 进位(entrance)
– 成肽(peptide bond formation) – 转位(translocation)
肽链合成的延长因子
原核延 长因子 生物功能 对应真核 延长因子
1. 分子伴侣
分子伴侣是细胞中一类保守蛋白质,可识别 肽链的非天然构象,促进各功能域和整体蛋白质 的正确折叠。 (1)热休克蛋白(heat shock protein, HSP) HSP70、HSP40和GreE族 (2)伴侣素(chaperonins) GroEL和GroES家族
GTP Tu Ts
Ts Tu GDP
5'
AUG
GTP
3'
(二)成肽
是由转肽酶(transpeptidase)催化的肽
键形成过程。
(三)转位 延长因子EF-G有转位酶(translocase ) 活性,可结合并水解1分子GTP,促进核蛋 白体向mRNA的3’侧移动。
fMet fMet
Tu GTP
氨基酸臂
反密码环

氨基酸的活化
(一)氨基酰-tRNA合成酶 (aminoacyl-tRNA synthetase)
氨基酸 + tRNA
氨基酰-tRNA合成酶
氨基酰- tRNA
ATP
AMP+PPi
第一步反应
氨基酸+ATP+E —→氨基酰-AMP-E+AMP + PPi
第二步反应
氨基酰-AMP-E + tRNA
40S
elF-3

Met Met-tRNAiMet-elF-2 -GTP
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