蛋白质的生物合成课件
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新版人教版高中生物基因指导蛋白质的合成 (共20张PPT)学习演示PPT课件
遗传信息、密码子、反密码子比较
DNA
mRNA
含义
脱氧核苷酸（碱
基对）的排列顺 序(4n种----n等于有
遗传效应的DNA分子 片段上碱基的对数）
mRNA中三个 连续碱基
（43=64种）
tRNA
tRNA上与密码 子互补配对的 碱基 （61种）
直接决定mRNA中 碱基排列顺序，间 接决定氨基酸的排 列顺序
种反密码子，但是一种反密码子只能对应
种氨基酸。
逆转录酶在基因工程中可用于合成目的基因。
3、生物的性状还受环境条件的影响，即生物的性状是基因和环境
条件共同作用的结果
下图为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述正确的是(不定项选）( ACF)
A．图中②过程发生在细胞质中的核糖体上 B．镰刀型细胞贫血症致病的根本原因是血红蛋白分子结构的改变 C．人体衰老引起白发的主要原因是图中的酪氨酸酶的活性下降 D．血红蛋白属于一种分泌蛋白，其合成除了与上图①②过程有关 ，还与高尔基
体和内质网的加工运输有关 E．基因1和基因2不可能同时出现于人体的同一个细胞中 F．①过程需要RNA聚合酶催化， ②过程需要tRNA协助 G. ③④过程的结果存在差异的根本原因是血红蛋白结构的不同 H．过程①②④表明基因通过控制蛋白质的结构控制生物所有的性状 • ①过程是以DNA的两条链为模板，四种核苷酸为原料合成 J. ②过程只需要mRNA 、氨基酸、核糖体、酶、ATP即可完成
主要在细胞核（其次线粒体、叶绿体）
一个 mRNA 上结合多 个核糖体，顺次合成多 条相同的多肽链
（子碱4）基图中配DN对A片段由50。A0对-碱T基、组(DT成N，-AAA+-、DT占NC碱A-基)G总、数的G34-%C，该ACD-NUA片(、D段N复TA制-2-AR次、，N共AC需)-游G离、的胞G嘧-啶AG脱--(氧UCR核、N苷AU酸--R分AN、AC) -G、
大学生物化学课件蛋白质的生物合成
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。
核糖体结合的分子伴侣
非核糖体结合性分子伴侣— 热休克蛋白 伴侣蛋白
(1)热休克蛋白（heat shock protein, HSP )：
属于应激反应性蛋白，高温应激可诱导该蛋白 合成增加。
在大肠杆菌中包括HSP70, HSP40和GrpE三族
Peptidyl site （P Site）
E位
Aminoacyl site （A Site）
mRNA
肽链合成需要酶类和蛋白质因子
• 蛋白质因子： • （1）起始因子 • 原核生物 IF； 真核生物 eIF • （2）延长因子 • 原核生物 EF； 真核生物 eEF • （3）释放因子 • 原核生物 RF； 真核生物 eRF
第二节 蛋白质生物合成的过程
翻译过程从阅读框架的5’-AUG开始，按mRNA 模板三联体密码的顺序延长肽链，直至终止密码 出现。
整个翻译过程可分为三个阶段：
起始(initiation）
延长（elongation)
终止(termination)
一、肽键合成的起始（Initiation）
多肽链合成后需要逐步折叠成天然空间构象才成为有 功能的蛋白质。
时间： 新生肽链N端在核蛋白体上一出现，肽链的折叠
即开始，折叠在肽链合成中、合成后完成。
细胞中大多数天然蛋白质折叠都不是自动完 成，而需要其他酶、蛋白质辅助 ：
•
分子伴侣
•
蛋白二硫键异构酶
•
肽-脯氨酰顺反异构酶
1．分子伴侣*（molecular chaperon）
需要：
转位酶（原核生物中是EFG，真核生物中是eEF-2）， GTP 结果：
核糖体结合的分子伴侣
非核糖体结合性分子伴侣— 热休克蛋白 伴侣蛋白
(1)热休克蛋白（heat shock protein, HSP )：
属于应激反应性蛋白，高温应激可诱导该蛋白 合成增加。
在大肠杆菌中包括HSP70, HSP40和GrpE三族
Peptidyl site （P Site）
E位
Aminoacyl site （A Site）
mRNA
肽链合成需要酶类和蛋白质因子
• 蛋白质因子： • （1）起始因子 • 原核生物 IF； 真核生物 eIF • （2）延长因子 • 原核生物 EF； 真核生物 eEF • （3）释放因子 • 原核生物 RF； 真核生物 eRF
第二节 蛋白质生物合成的过程
翻译过程从阅读框架的5’-AUG开始，按mRNA 模板三联体密码的顺序延长肽链，直至终止密码 出现。
整个翻译过程可分为三个阶段：
起始(initiation）
延长（elongation)
终止(termination)
一、肽键合成的起始（Initiation）
多肽链合成后需要逐步折叠成天然空间构象才成为有 功能的蛋白质。
时间： 新生肽链N端在核蛋白体上一出现，肽链的折叠
即开始，折叠在肽链合成中、合成后完成。
细胞中大多数天然蛋白质折叠都不是自动完 成，而需要其他酶、蛋白质辅助 ：
•
分子伴侣
•
蛋白二硫键异构酶
•
肽-脯氨酰顺反异构酶
1．分子伴侣*（molecular chaperon）
需要：
转位酶（原核生物中是EFG，真核生物中是eEF-2）， GTP 结果：
高中生物竞赛蛋白质的生物合成课件
b. 具有转肽酶活性
将给(P)位上的肽酰基转移给受(P)位上的 氨基酰tRNA，形成肽键。具有GTPase活性， 水解GTP，获得能量。具有起始因子、延长 因子及释放因子的结合部位。
四、起始因子
这是一些与多肽链合成起动有关的 蛋白因子。原核生物中存在3种起动因子， 分别称为IF1-3。在真核生物中存在9种 起动因子（eIF）。其作用主要是促进核 蛋白体小亚基与起动tRNA及模板mRNA结 合。
Most identity elements are in the acceptor stem & anticodon loop.
anticodon loop
Aminoacyl-tRNA Synthetases arose
early in evolution. The earliest
aaRSs probably recognized tRNAs
Some amino acids are specified by 2 or more codons.
Synonyms (multiple codons for the same amino acid) in most cases differ only in the 3rd base. Similar codons tend to code for similar amino acids.
GCG Ala GAG Glu
G UGU Cys UGC Cys UGA Stop UGG Trp CGU Arg CGC Arg CGA Arg CGG Arg AGU Ser AGC Ser AGA Arg AGG Arg GGU Gly GGC Gly GGA Gly GGG Gly
3rd base
CCC Pro CAC His
将给(P)位上的肽酰基转移给受(P)位上的 氨基酰tRNA，形成肽键。具有GTPase活性， 水解GTP，获得能量。具有起始因子、延长 因子及释放因子的结合部位。
四、起始因子
这是一些与多肽链合成起动有关的 蛋白因子。原核生物中存在3种起动因子， 分别称为IF1-3。在真核生物中存在9种 起动因子（eIF）。其作用主要是促进核 蛋白体小亚基与起动tRNA及模板mRNA结 合。
Most identity elements are in the acceptor stem & anticodon loop.
anticodon loop
Aminoacyl-tRNA Synthetases arose
early in evolution. The earliest
aaRSs probably recognized tRNAs
Some amino acids are specified by 2 or more codons.
Synonyms (multiple codons for the same amino acid) in most cases differ only in the 3rd base. Similar codons tend to code for similar amino acids.
GCG Ala GAG Glu
G UGU Cys UGC Cys UGA Stop UGG Trp CGU Arg CGC Arg CGA Arg CGG Arg AGU Ser AGC Ser AGA Arg AGG Arg GGU Gly GGC Gly GGA Gly GGG Gly
3rd base
CCC Pro CAC His
人教版高一生物必修二说课课件 41 蛋白质的合成共21张PPT
虽是动手“贴”过程，但“动”的却不仅仅是手，在此过程中学生对转录的 场所、条件、原料、模板、产物有了更深刻的理解。而且培养了合作与交 流的能力！
教学背景
教学目标
（三）自主探究——转录的过程
“动眼”看过程
教法
学法
教学过程
“动手”贴过程
“动嘴”说过程 “动脑”填过程
“说”过程中会“说”出很多错误或不足，趁机引导学生自我纠正， 使学生达到不仅“知其然”还能“知其所以然”的较高层次的认知境界！ 此过程能锻炼学生的语言表达能力、逻辑思维能力。
与教材的桥梁，激发学生的学习动机,培养其求知兴趣 。
教学背景
教学目标
（二）自主探究——RNA相关知识
教法
学法
设计思路： 1、学生动手合作拼出RNA的基本组成单位； 2、相互讨论归纳出DNA和RNA的不同，完成学案内容； 3、通过阅读教材，了解RNA种类及功能，为转录和翻译过程的学习埋下伏笔。
教学过程
感恩的心
感谢教研室提供机会 感谢生物组老师们给我宝贵的指导 感谢学生们的积极配合 感谢亲人们背后的默默支持 感谢各位专家和同仁们的批评指正
结语
谢谢大家！
教法
学法
教学过程
“动眼”看过程 “动手”贴过程 “动嘴”说过程 “动脑”填过程
DNA转录RNA
通过动画展示转录全过程，将抽象的内容形象化、直观化，有 助于学生从整体上初步了解转录的全过程。
教学背景
教学目标
（三）自主探究——转录的过程
“动眼”看过程
教法
学法
教学过程
“动手”贴过程 “动嘴”说过程 “动脑”填过程
是由学习者自身基于自己的经验背景而建构起来的，要让学生获得知识，必须让学生主动探究体验。 所以对于该知识点的教学，我采取充分调动学生的多种感觉器官参与到学习过程中，既安排了自主学
动物生物化学课件：蛋白质的生物合成
第十二章
蛋白质的生物合成
将mRNA分子中 4 种核苷酸序列 编码的遗传信息，通过遗传密码破译的 方式解读为蛋白质一级结构中20种氨基 酸的排列顺序过程，称为蛋白质的生物 合成或翻译。
参与蛋白质生物合成的物质 蛋白质生物合成的过程
第一节 参与蛋白质生物合成的物质
参与蛋白质合成的物质
• 原料：20种氨基酸 • 模板：mRNA • 运载体：tRNA • 场所：核蛋白体（rRNA与蛋白质构成） • 蛋白质因子：
生物功能
占据A位防止结合其他tRNA 促进起始tRNA与小亚基结合 促进大、小亚基分离，提高P位对结合起始tRNA的 敏感性 促进起始tRNA与小亚基结合 最先结合小亚基促进大、小亚基分离 eIF-4F复合物成分，有解螺旋酶活性，促进mRNA 结合小亚基 结合mRNA，促进mRNA扫描定位起始tRNA eIF-4F复合物成分，结合mRNA5`-帽子 eIF-4F复合物成分，结合eIF-4E和PAB
➢ tRNA凭借自身的反密码子与mRNA链上的密码 子相识别，按照mRNA链上的密码子所决定的氨 基酸顺序将所带氨基酸转运到核糖体的特定部位。
一种氨基酸可以有一种以上tRNA作为 运载工具。通常把携带相同氨基酸而反密 码子不同的一组tRNA称为同功tRNA.
氨基酰tRNA----氨基酸的活化形式。 表示为： tRNAPhe
对应同一种氨基酸的不同密码子，称 为同义密码子。同义密码子使用频率不同.
在蛋白质中出现频率越多的氨基酸， 其密码子的数量越多。
4.密码子使用频率不同
• 在蛋白质合成时，对简并密码子的使用频率是 不同的。
• 如UUU和UUC都为苯丙氨酸编码，但在高表 达的蛋白质中使用UUC的频率明显高于UUU。
5. 密码子与反密码子配对的不严格性
蛋白质的生物合成
将mRNA分子中 4 种核苷酸序列 编码的遗传信息，通过遗传密码破译的 方式解读为蛋白质一级结构中20种氨基 酸的排列顺序过程，称为蛋白质的生物 合成或翻译。
参与蛋白质生物合成的物质 蛋白质生物合成的过程
第一节 参与蛋白质生物合成的物质
参与蛋白质合成的物质
• 原料：20种氨基酸 • 模板：mRNA • 运载体：tRNA • 场所：核蛋白体（rRNA与蛋白质构成） • 蛋白质因子：
生物功能
占据A位防止结合其他tRNA 促进起始tRNA与小亚基结合 促进大、小亚基分离，提高P位对结合起始tRNA的 敏感性 促进起始tRNA与小亚基结合 最先结合小亚基促进大、小亚基分离 eIF-4F复合物成分，有解螺旋酶活性，促进mRNA 结合小亚基 结合mRNA，促进mRNA扫描定位起始tRNA eIF-4F复合物成分，结合mRNA5`-帽子 eIF-4F复合物成分，结合eIF-4E和PAB
➢ tRNA凭借自身的反密码子与mRNA链上的密码 子相识别，按照mRNA链上的密码子所决定的氨 基酸顺序将所带氨基酸转运到核糖体的特定部位。
一种氨基酸可以有一种以上tRNA作为 运载工具。通常把携带相同氨基酸而反密 码子不同的一组tRNA称为同功tRNA.
氨基酰tRNA----氨基酸的活化形式。 表示为： tRNAPhe
对应同一种氨基酸的不同密码子，称 为同义密码子。同义密码子使用频率不同.
在蛋白质中出现频率越多的氨基酸， 其密码子的数量越多。
4.密码子使用频率不同
• 在蛋白质合成时，对简并密码子的使用频率是 不同的。
• 如UUU和UUC都为苯丙氨酸编码，但在高表 达的蛋白质中使用UUC的频率明显高于UUU。
5. 密码子与反密码子配对的不严格性
第八章核酸代谢和蛋白质的生物合成ppt课件
NH2 N
54
N 3
612
NH
H3C
O
NH
NH
O
Uracil尿嘧啶
O
NH
NH
O
Cytosine 胞嘧啶
NH O
Thymine 胸腺嘧啶
2. 核苷酸（ribonucleotide）的形成
核苷 (脱氧核苷) 和磷酸以磷酸酯键 连接形成核苷酸(脱氧核苷酸)
NNHH22
NN O
核苷酸：
HO PHOO CCHH22 OO NN OO OH
复制的方式 DNA的半保留复制
(一)DNA的半保留复 制
1.定义：
以亲代DNA双链为模板以碱基互补方式合成子 代DNA，这样新形成的子代DNA中，一条链来 自亲代DNA，而另一条链则是新合成的，这种 复制方式叫半保留复制。
❖ 原料：DNA复制的原料是四种dNTP(包括 dATP、dGTP、dCTP、dTTP)
二磷酸核苷激酶
ATP
ADP
UTP
CTP合成酶
谷氨酰胺 ATP
谷氨酸 ADP+Pi
脱氧核糖核苷酸的生成
在核苷二磷酸水平上进行 （N代表A、G、U、C等碱基）
dNDP + ATP 激酶 dNTP
+ ADP
（三）DNA的生物合成——复制
❖ 基因 ❖ 概念：是指DNA分子上携带着遗传信息的碱
基序列片段，是遗传的功能单位。 ❖ 特征：1、携带遗传信息
•合成部位
肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官，其 次是小肠和胸腺，而脑、骨髓则无法进行此合 成途径。
•嘌呤碱合成的元素来源
CO2
甘氨酸
天冬氨酸
甲酰基 （一碳单位）
蛋白质生物合成PPT课件演示教学.ppt
缬 脯 苏 天冬
缬 丙 酪 甘
缬 丙 丝 精
3. 简并性(degeneracy)
1. 核糖体大小亚基分离； 2. 核糖体小亚基结合于mRNA的起始密码子附近； 3. fMet-tRNAfMet结合在核糖体P位 ； 4. 核糖体大亚基结合形成起始复合物。
一、翻译起始复合物的装配启动肽链合成
（a）起始复合物的装配过程；（b）rRNA识别mRNA的核糖体结合位点，保证翻译起始在起始密码子处
密码子（codon）
起始密码子和终止密码子：
遗传密码表
遗传密码的特点
1. 方向性(directional)
翻译时遗传密码的阅读方向是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。
N
C
肽链延伸方向
5
3
读码方向
2. 连续性(non-punctuated)
23S-rRNA 5S-rRNA
18S-rRNA
28S-rRNA 5.8S-rRNA 5S-rRNA
蛋白质
rpS 21种
rpL 36种
rpS 33种
rpL 49种
不同细胞核蛋白体的组成
核蛋白体的组成
核糖体在翻译中的功能部位
四、肽链生物合成需要酶类和 蛋白质因子
氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyltRNA synthetase)，催化氨基酸的活化； 转肽酶(peptidase)，催化核蛋白体P位上的肽酰基转移至A位氨基酰-tRNA的氨基上，使酰基与氨基结合形成肽键;并受释放因子的作用后发生变构，表现出酯酶的水解活性，使P位上的肽链与tRNA分离； 转位酶(translocase)，催化核蛋白体向mRNA3’-端移动一个密码子的距离，使下一个密码子定位于A位。
缬 丙 酪 甘
缬 丙 丝 精
3. 简并性(degeneracy)
1. 核糖体大小亚基分离； 2. 核糖体小亚基结合于mRNA的起始密码子附近； 3. fMet-tRNAfMet结合在核糖体P位 ； 4. 核糖体大亚基结合形成起始复合物。
一、翻译起始复合物的装配启动肽链合成
（a）起始复合物的装配过程；（b）rRNA识别mRNA的核糖体结合位点，保证翻译起始在起始密码子处
密码子（codon）
起始密码子和终止密码子：
遗传密码表
遗传密码的特点
1. 方向性(directional)
翻译时遗传密码的阅读方向是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。
N
C
肽链延伸方向
5
3
读码方向
2. 连续性(non-punctuated)
23S-rRNA 5S-rRNA
18S-rRNA
28S-rRNA 5.8S-rRNA 5S-rRNA
蛋白质
rpS 21种
rpL 36种
rpS 33种
rpL 49种
不同细胞核蛋白体的组成
核蛋白体的组成
核糖体在翻译中的功能部位
四、肽链生物合成需要酶类和 蛋白质因子
氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyltRNA synthetase)，催化氨基酸的活化； 转肽酶(peptidase)，催化核蛋白体P位上的肽酰基转移至A位氨基酰-tRNA的氨基上，使酰基与氨基结合形成肽键;并受释放因子的作用后发生变构，表现出酯酶的水解活性，使P位上的肽链与tRNA分离； 转位酶(translocase)，催化核蛋白体向mRNA3’-端移动一个密码子的距离，使下一个密码子定位于A位。
分子生物学第9章课件.ppt
核糖体的结构
30S小亚基 头部 基底部 中间有一豁口 50S大亚基 三个突演示起课件
核蛋白体作为蛋白质的合成场所具有的作用：
（1）mRNA结合位点：位于30s小亚基头部，此处有几种 蛋白质构成一个结构域，负责与mRNA的结合，特别是 16srRNA3’端与mRNA AUG之前的一段序列互补是这种 结合必不可少的。
•核糖体结合到mRNA分子的起始序列上，沿着密 码序列读码，方向从5’ →3’，合成的多肽链是 从氨基端到羧基端。 在一个mRNA分子上可以
结合多个不同Βιβλιοθήκη 间开始翻译的核糖体，称为多聚 核糖体。
•原核的转录与翻译同步时行，真核的转录与翻译
在时空上分开，核糖体游离于细胞质或与内质网
膜结合。
演示课件
翻译过程的基本原理
第9章 遗传密码与蛋白质的生物合成
演示课件
9.1 遗传密码的破译
•遗传密码是指DNA链上的核苷酸与蛋白质链上的氨 基酸的对应关系。 •密码子（codon）是指mRNA链上三个连续的核苷 酸决定一个特定的氨基酸，mRNA上特定的核苷酸 序列对应蛋白质链上特定的氨基酸序列。 •1966 年全部 64 个密码子得到破译。 •遗传密码表
EF-Tu site
演示课件
翻译过程中的核糖体图解
演示课件
演示课件
演示课件
原核核糖体的装配
演示课件
演示课件
9.3.3 翻译的过程
起始—延伸—终止
1. 氨酰-tRNA复合物的形成 ➢ 氨酰tRNA合成酶参与将氨基酸结合到其相应的
演示课件
遗传密码表
演示课件
9.2 遗传密码的基本特性
1. 遗传密码编码在核酸分子上，其基本单位是5’ →3’方向编码、不重叠、无标点的三联体密码 子。
蛋白质的生物合成课件.ppt
如何转变?
密码子:mRNA分子中,每三个相邻的核苷酸组
成的三联体代表某一种氨基酸或其它信息,称为 密码子或三联密码.一个氨基酸密码子决定着一 个氨基酸。
遗传密码:mRNA中的核苷酸排列序列与蛋白
质中的氨基酸排列序列的关系。生物的遗传密码
是通用的。
四种核苷酸编成三联体可形成 43个即64个密码子.其中： 1.一个起始密码:AUG
小亚基:沿mRNA结合,沿5’ 3’ 方向移动.
大亚基:受位(A位): 结合氨基酰- tRNA
给位(P位):成肽
给位 (P位)
蛋 苏
大亚基
UGU
5’AUG ACA GUU
受位 (A位)
小亚基
3’
蛋白质生物合成过程
1、准备阶段： 氨基酸的活化与转运。
2、中心环节： 核蛋白体循环-活化氨基酸 在核蛋白体上的缩合组装。
氨基酸的活化与转运
1、反应式：
氨基酰-tRNA合成酶
AA + tRNA + ATP
氨基酰-tRNA+AMP+PPi 2、AA结合位置：
AA的α-羧基与tRNA活末端腺苷酸中 核糖2 ’或3’羟基以酯键相结合。
tRNA-CCA-OH（R-3’-OH）
核蛋白体循环（三阶段）
(1)、起始阶段 (2)、延伸阶段 (3)、终止阶段
基因操纵子调节系统示意图
调节基因 转录
操纵子
控制区
信息区
启动基因 操纵基因 RNA聚合酶
结构基因
DNA
（-）
（+） 转录
翻译
mRNA
阻遏蛋白
诱导剂
翻译 蛋白质
血红素对起始因子-2的调节作用
血红素
密码子:mRNA分子中,每三个相邻的核苷酸组
成的三联体代表某一种氨基酸或其它信息,称为 密码子或三联密码.一个氨基酸密码子决定着一 个氨基酸。
遗传密码:mRNA中的核苷酸排列序列与蛋白
质中的氨基酸排列序列的关系。生物的遗传密码
是通用的。
四种核苷酸编成三联体可形成 43个即64个密码子.其中： 1.一个起始密码:AUG
小亚基:沿mRNA结合,沿5’ 3’ 方向移动.
大亚基:受位(A位): 结合氨基酰- tRNA
给位(P位):成肽
给位 (P位)
蛋 苏
大亚基
UGU
5’AUG ACA GUU
受位 (A位)
小亚基
3’
蛋白质生物合成过程
1、准备阶段： 氨基酸的活化与转运。
2、中心环节： 核蛋白体循环-活化氨基酸 在核蛋白体上的缩合组装。
氨基酸的活化与转运
1、反应式：
氨基酰-tRNA合成酶
AA + tRNA + ATP
氨基酰-tRNA+AMP+PPi 2、AA结合位置：
AA的α-羧基与tRNA活末端腺苷酸中 核糖2 ’或3’羟基以酯键相结合。
tRNA-CCA-OH（R-3’-OH）
核蛋白体循环（三阶段）
(1)、起始阶段 (2)、延伸阶段 (3)、终止阶段
基因操纵子调节系统示意图
调节基因 转录
操纵子
控制区
信息区
启动基因 操纵基因 RNA聚合酶
结构基因
DNA
（-）
（+） 转录
翻译
mRNA
阻遏蛋白
诱导剂
翻译 蛋白质
血红素对起始因子-2的调节作用
血红素
第十六章蛋白质的生物合成ppt课件
IF-4A
eIF--4B eIF-4E eIF-4G eIF-5 eIF-6
生物功能 占据A位防止结合其他tRNA 促进起始tRNA与小亚基结合 促进大小亚基分离，提高P位对结合起始tRNA敏感性 促进起始tRNA与小亚基结合 最先结合小亚基促进大小亚基分离 eIF-4F复合物成分，有解螺旋酶活性，促进mRNA结
二、原核细胞多肽链的合 成———核蛋白体循环
翻 译 过 程 从 阅 读 框 架 的 5´-AUG 开 始 ， 按 mRNA 模 板 三 联 体 密 码 的 顺 序 延 长 肽 链 ， 直 至终止密码出现。
整个翻译过程可分为 ： 翻译的起始(initiation) 翻译的延长(elongation) 翻译的终止(termination )
部分 具有ATP酶活性，水解ATP,有利于自身
释放
（1）热休克蛋白促进蛋白质折叠的基本作用—— 结合保护待折叠多肽片段，再释放该片段进
行折叠。形成HSP70和多肽片段依次结合、解离 的循环。
HSP40结合待 折叠多肽片段
HSP70-ATP复合物
ATP水解
HSP40- HSP70-ADP-多肽复合物
ATP
AMP＋PPi
* 氨基酰tRNA合成酶 —— 绝对专一性, 校正活性
第一步反应:
第二步反应:
tRNA与酶 结合的模型
tRNA
录像
ATP
氨基酰tRNA 合成酶
2、氨基酰tRNA的表示方法
书写方式： 如，Arg - tRNAarg 与起始密码结合的氨基酰tRNA ：
原核生物： fMet-tRNAfmet 真核生物：Met-tRNAimet
溶酶体蛋白 Man-6-P（甘露糖-6-磷酸）
1.分泌蛋白的靶向输送
eIF--4B eIF-4E eIF-4G eIF-5 eIF-6
生物功能 占据A位防止结合其他tRNA 促进起始tRNA与小亚基结合 促进大小亚基分离，提高P位对结合起始tRNA敏感性 促进起始tRNA与小亚基结合 最先结合小亚基促进大小亚基分离 eIF-4F复合物成分，有解螺旋酶活性，促进mRNA结
二、原核细胞多肽链的合 成———核蛋白体循环
翻 译 过 程 从 阅 读 框 架 的 5´-AUG 开 始 ， 按 mRNA 模 板 三 联 体 密 码 的 顺 序 延 长 肽 链 ， 直 至终止密码出现。
整个翻译过程可分为 ： 翻译的起始(initiation) 翻译的延长(elongation) 翻译的终止(termination )
部分 具有ATP酶活性，水解ATP,有利于自身
释放
（1）热休克蛋白促进蛋白质折叠的基本作用—— 结合保护待折叠多肽片段，再释放该片段进
行折叠。形成HSP70和多肽片段依次结合、解离 的循环。
HSP40结合待 折叠多肽片段
HSP70-ATP复合物
ATP水解
HSP40- HSP70-ADP-多肽复合物
ATP
AMP＋PPi
* 氨基酰tRNA合成酶 —— 绝对专一性, 校正活性
第一步反应:
第二步反应:
tRNA与酶 结合的模型
tRNA
录像
ATP
氨基酰tRNA 合成酶
2、氨基酰tRNA的表示方法
书写方式： 如，Arg - tRNAarg 与起始密码结合的氨基酰tRNA ：
原核生物： fMet-tRNAfmet 真核生物：Met-tRNAimet
溶酶体蛋白 Man-6-P（甘露糖-6-磷酸）
1.分泌蛋白的靶向输送
分子生物学课件第七章 蛋白质的生物合成-翻译
2020/10/28
38
2020/10/28
39
原核生物翻译过程中核蛋白体结构模式:
P位：肽酰位 (peptidyl site)
A位：氨基酰位 (aminoacyl site)
E位：排出位 (exit site)
2020/10/28
40
蛋白质生物合成体系
mRNA、tRNA、rRNA n 氨基酸
大多数简并性表现在密码子的第三个核苷酸上，即 第一、二个核苷酸确定后，第三个核苷酸可变。
色氨酸
意义： 简并密码子越多，生物遗传的稳定性越大，
氨基酸出现频率越高
2020/10/28
18
（3）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。
氨基酰-tRNA + AMP +PPi
2020/10/28
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（2）氨基酰tRNA合成酶(amino acyl-tRNA synthetase，AARS)
存在于胞液中，催化一个特定的aa结合到相应的 tRNA分子上。
每种氨基酰tRNA合成酶对相应氨基酸以及携带氨 基酸的数种tRNA具有高度特异性，保证tRNA能够 携带正确的氨基酸对号入座。
UUU，UUG，UGU，GUU， GGG，GGU，GUG，UGG。 • U和G随机加入到三联体中，这样按比例各个位置 上进入U和G的概率不同，如氨基酸测定结果：
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• 如UUU：UGG＝（555）:（511）
＝ 25 ： 1
• 同理UUU：UUG ＝5 ：1，
• 根据检测结果推测:
动物医学《基础生物化学-蛋白质的生物合成-翻译》课件
SD序列与核糖体小亚基中16S rRNA的3’ 端互补结合有利于30S起始复合物的形成。
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。
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。
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一、mRNA和遗传密码
原核生物mRNA的结构：4个特点
mRNA的半衰期很短,很不稳定,一旦完成其使 命后很快就被水解掉。 mRNA的分子大小差 异大。mRNA的合成是在DNA指导下的RNA 聚合酶的催化下先合成mRNA的前体，即核内 不均一RNA（hnRNA）。 hnRNA在细胞核 内加工成mRNA，然后转移到细胞质中。
中心法则总结了生物体内遗传信息的流动规律，揭示遗传的分 子基础，不仅使人们对细胞的生长、发育、遗传、变异等生命 现象有了更深刻的认识，而且以这方面的理论和技术为基础发 展了基因工程，给人类的生产和生活带来了深刻的革命。
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4
遗
DNA
传
信
息
流
mRNA
动
示
核糖体
意
图
tRNA
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5
第一节 RNA在蛋白质生物 合成中的重要功能
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。
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8
真核细胞mRNA的结构特点
m7G-5´ppp-N-3 ´ p
顺反子
Poly(A)尾巴的功能 ① 是mRNA由细胞核进入细胞质所
14
如果在阅读框中插入或删除一个碱基 就会使其后的读码发生移位性错误 （称为移码）。
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15
2.密码的简并性
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一组密码子称为同义密码子 (Synonymous codon)。
简并性的生物学意义？
A、可以降低由于遗传密码突变造成的灾难性后果 B、可以使DNA上的碱基组成有较达的变化余地，
U
C
A
G
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第三位
G
（3ˊ）
U C A G
U C A G
U C A G
U C A G
12
3.三核苷酸诱导安酰tRNA对核糖体的特异结合
技术要点：人工合成三核苷酸为模板+核糖体+AA-tRNA 保温
硝酸纤维滤膜过滤
分析留在滤膜上的核糖体-AAtRNA
确定与核糖体结合的AA
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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13
蛋白质的生物合成
中心法则指出，遗传信息的表达最终 是合成出具有特定氨基酸顺序的蛋白质， 这种以mRNA上所携带的遗传信息,到多 肽链上所携带的遗传信息的传递，就好象 以一种语言翻译成另一种语言时的情形相 似，所以称以mRNA为模板的蛋白质合 成过程为翻译(translation)。
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1
翻译过程十分复杂，需要mRNA、 tRNA、rRNA和多种蛋白因子参 与。在此过程中mRNA为合成的 模板，tRNA为运输氨基酸工具， rRNA和蛋白质构成核糖体，是合 成蛋白质的场所，蛋白质合成的 方向为N—C端。
而仍然保持多肽上氨基酸序列不变（意思基本同 上）。
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3、密码的摆动性：
密码子中第三位碱基与反密码子第一位 碱基的配对有时不一定完全遵循A-U、 G-C的原则，Crick把这种情况称为摇摆 性，有人也称摆动配对或不稳定配对。
反密码子第一位的G可以与密码子第三位 的C、U配对，U可以与A、G配对，I可 以和密码子的U、C、A配对，这使得该 类反密码子的阅读能力更强。
如 果 利 用 poly （ UC ） ， 则 得 到 多 聚 Ser-Leu-SerLeu，推测UCU编码Ser，CUC编码Leu.
到1965年就全部破译了43 = 64组密码子。
M.W.Nirenberg等,1968年获诺贝尔生理医学奖.
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11
遗传密码字典
第一位
（5ˊ）
U
C
第二位
A
必需的形式 ② 它大大提高了mRNA在细胞质中
的稳定性
5´ “帽子”
PolyA 3´
帽子结构功能
① 使mRNA免遭核酸酶的破坏
AAAAAAA-OH
② 使mRNA能与核糖体小亚基结合并开始
合成蛋白质
③ 被蛋白质合成的起始因子所识别，从
而促进蛋白质的合成。
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(一)遗传密码的破译
1.三联体密码与阅读框 遗传密码: DNA（或mRNA）中的核苷
酸序列与蛋白质中氨基酸序列之间的对 应关系称为遗传密码。
密码子(codon)：mRNA上每3个相邻 的核苷酸编码蛋白质多肽链中的一个氨 基酸，这三个核苷酸就称为一个密码子 或三联体密码。
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10
2.人工合成多核苷酸和 无细胞体系蛋白质合成
1961年，M.W.Nirenberg等人,大肠杆菌的无细胞体 系中外加poly(U)模板、20种标记的氨基酸，经保 温 后 得 到 了 多 聚 phe-phe-phe ， 于 是 推 测 UUU 编 码phe。利用同样的方法得到CCC编码pro，GGG 编码gly，AAA编码lys。
（二）遗传密码的性质
1、密码是无标点符号的且相邻密码子互不重叠。
编码一个肽链的所有密码子是一个接着一个地 线形排列，密码子之间既不重叠也不间隔，从 起始密码子到终止密码子（不包括终止子）构 成一个完整的读码框架，又称开放阅读框架 （ORF）。方向：从mRNA的5’到3’。
5‘
3‘
起始密
码子
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2
遗传信息传递的中心法则
复制
DNA
转录
逆转录
RNA
翻译
蛋白质
复制
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3
生物的遗传信息以密码的形式储存在DNA分子上，表现为特定 的核苷酸排列顺序。在细胞分裂的过程中，通过DNA复制把 亲代细胞所含的遗传信息忠实地传递给两个子代细胞。在子代 细胞的生长发育过程中，这些遗传信息通过转录传递给RNA， 再由RNA通过翻译转变成相应的蛋白质多肽链上的氨基酸排列 顺序，由蛋白质执行各种各样的生物学功能，使后代表现出与 亲代相似的遗传特征。后来人们又发现，在宿主细胞中一些 RNA病毒能以自己的RNA为模板复制出新的病毒RNA，还有 一些RNA病毒能以其RNA为模板合成DNA，称为逆转录这是 中心法则的补充。
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6
mRNA
mRNA(messenger RNA)是蛋白质生物合成过程 中直接指令氨基酸掺入的模板，是遗传信息的载体。
原核生物和真核生物mRNA的比较
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7
原核细胞mRNA的结构特点
SD区
顺反子
顺反子
5´
AGGAGGU
顺反子
3´
先导区
插入顺序
插入顺序
末端顺序
帽子结构功能
① 半衰期短
原核生物mRNA的结构：4个特点
mRNA的半衰期很短,很不稳定,一旦完成其使 命后很快就被水解掉。 mRNA的分子大小差 异大。mRNA的合成是在DNA指导下的RNA 聚合酶的催化下先合成mRNA的前体，即核内 不均一RNA（hnRNA）。 hnRNA在细胞核 内加工成mRNA，然后转移到细胞质中。
中心法则总结了生物体内遗传信息的流动规律，揭示遗传的分 子基础，不仅使人们对细胞的生长、发育、遗传、变异等生命 现象有了更深刻的认识，而且以这方面的理论和技术为基础发 展了基因工程，给人类的生产和生活带来了深刻的革命。
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遗
DNA
传
信
息
流
mRNA
动
示
核糖体
意
图
tRNA
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第一节 RNA在蛋白质生物 合成中的重要功能
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。
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真核细胞mRNA的结构特点
m7G-5´ppp-N-3 ´ p
顺反子
Poly(A)尾巴的功能 ① 是mRNA由细胞核进入细胞质所
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如果在阅读框中插入或删除一个碱基 就会使其后的读码发生移位性错误 （称为移码）。
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2.密码的简并性
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一组密码子称为同义密码子 (Synonymous codon)。
简并性的生物学意义？
A、可以降低由于遗传密码突变造成的灾难性后果 B、可以使DNA上的碱基组成有较达的变化余地，
U
C
A
G
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第三位
G
（3ˊ）
U C A G
U C A G
U C A G
U C A G
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3.三核苷酸诱导安酰tRNA对核糖体的特异结合
技术要点：人工合成三核苷酸为模板+核糖体+AA-tRNA 保温
硝酸纤维滤膜过滤
分析留在滤膜上的核糖体-AAtRNA
确定与核糖体结合的AA
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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蛋白质的生物合成
中心法则指出，遗传信息的表达最终 是合成出具有特定氨基酸顺序的蛋白质， 这种以mRNA上所携带的遗传信息,到多 肽链上所携带的遗传信息的传递，就好象 以一种语言翻译成另一种语言时的情形相 似，所以称以mRNA为模板的蛋白质合 成过程为翻译(translation)。
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1
翻译过程十分复杂，需要mRNA、 tRNA、rRNA和多种蛋白因子参 与。在此过程中mRNA为合成的 模板，tRNA为运输氨基酸工具， rRNA和蛋白质构成核糖体，是合 成蛋白质的场所，蛋白质合成的 方向为N—C端。
而仍然保持多肽上氨基酸序列不变（意思基本同 上）。
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3、密码的摆动性：
密码子中第三位碱基与反密码子第一位 碱基的配对有时不一定完全遵循A-U、 G-C的原则，Crick把这种情况称为摇摆 性，有人也称摆动配对或不稳定配对。
反密码子第一位的G可以与密码子第三位 的C、U配对，U可以与A、G配对，I可 以和密码子的U、C、A配对，这使得该 类反密码子的阅读能力更强。
如 果 利 用 poly （ UC ） ， 则 得 到 多 聚 Ser-Leu-SerLeu，推测UCU编码Ser，CUC编码Leu.
到1965年就全部破译了43 = 64组密码子。
M.W.Nirenberg等,1968年获诺贝尔生理医学奖.
PPT学习交流
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遗传密码字典
第一位
（5ˊ）
U
C
第二位
A
必需的形式 ② 它大大提高了mRNA在细胞质中
的稳定性
5´ “帽子”
PolyA 3´
帽子结构功能
① 使mRNA免遭核酸酶的破坏
AAAAAAA-OH
② 使mRNA能与核糖体小亚基结合并开始
合成蛋白质
③ 被蛋白质合成的起始因子所识别，从
而促进蛋白质的合成。
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(一)遗传密码的破译
1.三联体密码与阅读框 遗传密码: DNA（或mRNA）中的核苷
酸序列与蛋白质中氨基酸序列之间的对 应关系称为遗传密码。
密码子(codon)：mRNA上每3个相邻 的核苷酸编码蛋白质多肽链中的一个氨 基酸，这三个核苷酸就称为一个密码子 或三联体密码。
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2.人工合成多核苷酸和 无细胞体系蛋白质合成
1961年，M.W.Nirenberg等人,大肠杆菌的无细胞体 系中外加poly(U)模板、20种标记的氨基酸，经保 温 后 得 到 了 多 聚 phe-phe-phe ， 于 是 推 测 UUU 编 码phe。利用同样的方法得到CCC编码pro，GGG 编码gly，AAA编码lys。
（二）遗传密码的性质
1、密码是无标点符号的且相邻密码子互不重叠。
编码一个肽链的所有密码子是一个接着一个地 线形排列，密码子之间既不重叠也不间隔，从 起始密码子到终止密码子（不包括终止子）构 成一个完整的读码框架，又称开放阅读框架 （ORF）。方向：从mRNA的5’到3’。
5‘
3‘
起始密
码子
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PPT学习交流
2
遗传信息传递的中心法则
复制
DNA
转录
逆转录
RNA
翻译
蛋白质
复制
PPT学习交流
3
生物的遗传信息以密码的形式储存在DNA分子上，表现为特定 的核苷酸排列顺序。在细胞分裂的过程中，通过DNA复制把 亲代细胞所含的遗传信息忠实地传递给两个子代细胞。在子代 细胞的生长发育过程中，这些遗传信息通过转录传递给RNA， 再由RNA通过翻译转变成相应的蛋白质多肽链上的氨基酸排列 顺序，由蛋白质执行各种各样的生物学功能，使后代表现出与 亲代相似的遗传特征。后来人们又发现，在宿主细胞中一些 RNA病毒能以自己的RNA为模板复制出新的病毒RNA，还有 一些RNA病毒能以其RNA为模板合成DNA，称为逆转录这是 中心法则的补充。
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mRNA
mRNA(messenger RNA)是蛋白质生物合成过程 中直接指令氨基酸掺入的模板，是遗传信息的载体。
原核生物和真核生物mRNA的比较
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原核细胞mRNA的结构特点
SD区
顺反子
顺反子
5´
AGGAGGU
顺反子
3´
先导区
插入顺序
插入顺序
末端顺序
帽子结构功能
① 半衰期短