第四节原核生物的翻译过程
翻译的过程 2
肽链的延伸
• 原核生物肽链的延伸需要有70S的起始复合物，氨酰tRNA，三种延伸因子，以及GTP和MG.三种延伸因子是; 热不稳定的EF-Tu，热稳定的ET-Ts,和依赖于GTP的EF-G. 在多肽链上每增加一个氨基酸都需要经过进位，转肽，和 移位三步。 • 1进位 在70S起始复合物形成过程中，核糖核蛋白体的 P位上已结合了起始型甲酰蛋氨酸tRNA,起始复合物形成 以后，EF-Tu先与GTP结合，然后再与氨基酰-tRNA结合 成三元复合物，这样三元复合物才能进入A位。此时GTP 水解成GDP，EF-Tu-GDP与结合在A位上的氨基酰tRNA 分离。释放的EF-Tu-GDP再与EF-Ts和GTP反应重新生成 EF-Tu-GTP,并参与下一轮反应。
移位
• 移位的机制不清，但延伸和移位是两个分 离的独立过程。 • 真核和原核肽链的延长，主要是延长因子 体系部同（图）
肽链合成的终止于释放
无论原核还是真核都有三种终止密码：UAG UAA和UGA。当核糖体移动到终止密码处 时，没有相应的氨酰-tRNA能结合在A位， 因为细胞中没有一个tRNA能够与终止密码 作用，而是靠特殊的蛋白质因子促成终止 作用，这类因子称为终止因子，原核生物 油三种：RF1，RF2,RF3.RF1可以识别终 止密码UAA和UAG,并结合。RF2可以识别 终止密码UAA和UGA,并结合。真核只有一 种：eRF,可以识别三种终止密码。
• 不管是真核还是原核，释放因子都作用于A 位，由于他们作用使P位上的肽基转移酶发 生变构作用，催化活性变为水解酶活性。 从而使肽基，不再转移到氨基-tRNA上，而 转给谁分子，以合成的多肽链由于肽基tRNA的水解,而从核糖体上释放出来。然后 mRNA与核糖体分离，最后一个tRNA脱落， 核糖体在IF3作用下，解离出大，小亚基。 解离后大小亚基又重新 参加薪肽链的合成， 循环，所一多肽链在核糖体上的合成过程 又称为核糖体循环。（图）
原核生物和真核生物中基因的转录
原核生物和真核生物中基因的转录、翻译和后修饰摘要:原核生物和真核生物中基因的转录、翻译和后修饰，是各种功能蛋白质生物合成的一系列程序。
本文通过介绍了原核生物和真核生物中基因的转录、翻译和后修饰的机制、原理、过程，从而了解真核生物和原核生物的基因表达和功能蛋白质合成上的差异。
关键词: 原核生物真核生物基因转录翻译后修饰0引言：21世纪，基因水平上的研究受到人们广泛的关注。
原核生物和真核生物中基因的转录、翻译和后修饰是基础研究，人们也只有在此基础不断扩散深入研究其它基因水平问题。
本文只简单介绍了一些关于基因转录、翻译和后修饰的一部分相关研究成果。
1 原核生物和真核生物中基因的转录：基因转录是在由RNA聚合酶和辅助因子组成的转录复合物的催化下，从双链DNA分子中拷贝生物信息生成一条RNA链的过程。
转录中，一个基因会被读取被复制为mRNA，就是说一特定的DNA片断作为模板，以DNA依赖的RNA合成酶作为催化剂的合成前体mRNA的过程。
转录产物主要有三类RNA，即信使RNA （mRNA）、核糖体RNA（rRNA）和转移RNA（tRNA）。
在基因转录过程中，RNA聚合酶起着非常重要的作用。
RNA聚合酶可以催化所有四种核苷- 5′-三磷酸（ATP、GTP、UTP和CTP）聚合成与模板DNA互补的RNA。
此反应需要Mg2+,反应中释放焦磷酸。
[1]该酶在转录的各个过程中发挥了不同的作用。
1．1 基因转录的启动RNA聚合酶正确识别DNA模板上的启动子并形成由酶、DNA和核苷三磷酸构成的三元起始复合物，转录便开始进行。
启动子是DNA分子上可与RNA聚合酶特异结合，而使转录开始的一段DNA序列而本身不被转录。
DNA模板上的启动区域常含有TATAATG顺序，称P盒。
复合物中的核苷三磷酸一般为GTP,少数为ATP,因而原始转录产物的5′端通常为三磷酸鸟苷(pppG)或腺苷三磷酸(pppA)。
真核DNA上的转录启动区域也有类似原核DNA的启动区结构，和在-30bp（即在酶和DNA结合点的上游30核苷酸处）附近也含有TATA结构，称TATA盒。
RNA的转录和翻译过程
RNA的转录和翻译过程生物学领域中，RNA（核糖核酸）是一种重要的分子，它在细胞中发挥着传递、编码和转换基因信息的关键作用。
RNA通过转录和翻译过程，将基因信息转化为蛋白质，从而决定细胞的结构和功能。
本文将详细介绍RNA的转录和翻译过程。
一、RNA的转录过程转录是指在细胞核中，将DNA的信息转录成RNA的过程。
转录过程是基因表达的第一步，它包含三个主要阶段：启动、延伸和终止。
1. 启动阶段在转录的启动阶段，转录起始位点（TSS）附近的DNA区域将会被特定的蛋白质结合，形成转录起始复合物。
该复合物包括RNA聚合酶、转录因子和其他辅助蛋白质。
转录因子在启动阶段起到引导RNA 聚合酶精确定位的作用。
2. 延伸阶段转录的延伸阶段是指RNA聚合酶在DNA模板上沿着基因序列的方向合成RNA链的过程。
具体来说，RNA聚合酶通过识别DNA中特定的核苷酸序列（启动子和增强子）来选择正确的方向，并遵循配对规则，在RNA链上合成互补的核苷酸。
3. 终止阶段转录的终止阶段是指RNA聚合酶到达终止位点时，停止合成RNA链并释放产物。
在原核生物中，转录终止信号位于转录终止位点下游，它诱导RNA链从DNA模板解离。
而在真核生物中，转录终止信号与转录聚合酶等蛋白质相互作用，形成转录终止复合体，导致RNA链的释放。
二、RNA的翻译过程转录的产物是一种称为mRNA（信使RNA）的分子，mRNA通过翻译过程将信息转化为蛋白质。
翻译是指在细胞质中，由核糖体读取mRNA上的密码子序列，将其翻译成氨基酸序列的过程。
1. 初始化阶段在翻译的初始化阶段，起始子序列AUG（甲硫氨酸）被识别为翻译的起始点，该序列编码蛋白质的第一个氨基酸甲硫氨酸。
起始子序列被识别后，核糖体附着到mRNA上，形成翻译初始化复合物。
2. 延伸阶段在延伸阶段，核糖体沿着mRNA链滑动，一个个读取三个核苷酸的密码子，并通过与tRNA（转运RNA）上的氨基酸配对，将氨基酸加入正在合成的蛋白质链上。
生化一轮复习的重点
生化考点问题疏导（带着问题去学生化，效率更高！）第二章核酸化学第一节核苷酸一、化学组成与命名1、碱基？3种基本嘧啶碱基？2种基本嘌呤碱基？嘌呤和嘧啶环上原子排列顺序？2、核糖？核糖分哪两类，有何区别？3、核苷？核苷中核糖与碱基以何种化学键连接？4、核苷酸？核苷酸完全水解的产物是？二、细胞内游离核苷酸及其衍生物1、细胞中重要的核苷酸衍生物有哪3大类？2、NMP / NDP / NTP / dNMP / dNDP / dNTP表示什么？中文名称？3、NTP与dNTP在核酸生物合成中的作用？4、NDP、NTP还有那些作用？选2个例子记住5、ppGpp / ppGppp / ppApp / ppAppp的中文名字及主要作用？6、cAMP、cGMP的中文、作用7、NAD、NADP、FAD的中文、作用（可以在“维生素”那章统一记忆）第二节DNA分子结构（重点）一、DNA一级结构1、DNA一级结构的定义2、一条DNA单链中核苷酸以何种化学键相连，该化学键由什么基团反应生成？3、DNA碱基序列的阅读顺序4、DNA一级结构测序的2种基本方法是？二、DNA二级结构1、DNA二级结构定义2、Chargaff定律的两大结论（碱基当量定律、不对称比率）3、双螺旋结构的4个要点（记住以下关键词，尽可能还原书上原话）（1）反向平行、大沟小沟（2）外侧骨架、内侧碱基平面（3）螺旋直径、碱基距离、螺距（记住具体数值）（4）结构稳定（4大作用力是什么？与维持蛋白质各级结构的作用力共同记忆和区分）4、DNA多态性的两个影响因素？5、4类DNA双螺旋分别是什么，有何区别（结合书上表格了解）？细胞中主要存在的是哪一种？6、回文序列？镜像重复？7、回文序列和镜像重复会导致怎样的DNA螺旋结构产生？有何意义？三、DNA三级结构1、DNA三级结构定义？DNA三级结构与超螺旋的关系？2、何种超螺旋结构是天然DNA主要形式，有利于基因表达？第三节RNA分子结构（重点）一、tRNA结构1、tRNA一级结构的特点（小，多稀有碱基，多彼此分隔又能相互配对的保守序列）2、tRNA的二级结构是什么？四臂四环分别是什么？（尤其注意氨基酸臂和反密码子环）3、tRNA的三级结构是什么？与氨基酸结合的部位是什么结构？二、rRNA结构1、rRNA的特点（数量多，种类少）2、rRNA的作用（构成核糖体、构成核酶）三、mRNA结构1、mRAN的主要功能？2、顺反子、单顺反子、多顺反子的定义？3、原核生物与真核生物mRNA的差异？4、SD序列是什么？5、真核生物mRNA结构？“帽子”和“尾巴”的作用分别是什么？第五节核酸的性质与分离纯化一、核酸的一般性质1、核酸的一般性质有哪些？（溶液黏度、固体性状、溶解性、酸碱性、带电性）二、核酸的紫外吸收特性1、核酸及其降解产物吸收紫外光的原理？吸收波段？最大吸光度？2、减色效应定义？（从原理上理解，并类比得出增色效应定义）三、核酸的变性、复性和分子杂交1、核酸变性的定义？复性的定义？分子杂交的定义？2、DNA变性的表示方式？3、Tm的中文名及定义？4、影响Tm值的因素有哪些（2个）5、变性DNA可发生复性的条件（缓慢冷却、pH）6、探针技术第三章蛋白质化学第一节蛋白质的分子组成一、元素组成1、蛋白质中主要的5种元素？2、蛋白质中氮含量与蛋白质质量的关系？二、氨基酸1、氨基酸定义？2、构成生物体的氨基酸（或者说有密码子对应的氨基酸）有20种，其中非α-氨基酸的是？无手性碳的是？有两个手性碳的是？3、氨基酸的分类（记忆技巧见补充材料1，倒数第二页）4、氨基酸的物理性质（固体性状、熔点、溶解度、旋光性、吸光性）5、两性离子定义？6、氨基端等电点定义？计算方法（分R基是否可离解）？氨基酸处于不同pH下的带电情况？三、肽1、肽、寡肽、多肽的定义？2、肽键、氨基酸残基的定义？3、肽链的书写顺序？4、肽键的3大性质？第二节蛋白质分子结构一、一级结构1、蛋白质一级结构定义？2、维系蛋白质一级结构的作用力？二、空间结构1、蛋白质二级结构、超二级结构、结构域、三级结构、亚基、四级结构的定义？超二级结构和结构域与二级结构、三级结构的关系是什么？2、维系蛋白质三维结构的作用力有哪些？其中次级键有哪些？最主要的是哪个？3、蛋白质二级结构有哪几种模式（只记名字）？4、蛋白质超二级结构主要有哪3种模式（只记名字）？三、蛋白质等电点与蛋白质变性的概念（第4节）1、蛋白质等电点定义？决定因素？2、蛋白质变性的定义？可逆变性与不可逆变性？3、导致蛋白质变性的因素？4、变性蛋白质的物理、结构、化学、生物性质变化？5、蛋白质的凝固作用第四章酶第一节酶的一般性质一、酶是生物催化剂二、酶催化的特性三、酶的化学本质1、酶的定义2、酶与无机催化剂的2个共性与酶的5个特性。
蛋白质翻译
如果错误的氨酰-tRNA进入核糖体的A位，那么由 于错误配对，其缔合能偏低，仅为正确配对的 1/3000，延伸因子会将错误进入的aa-tRNA清除。
原核生物：EF-Tu
真核生物：eEF-1
合，再结合mRNA。
（一）真核生物蛋白质翻译起始
（1）40S核糖体小亚基与起始因子eIF-1和eIF-3结 合，使核糖体大小亚基分离；
（2）形成eIF-2-Met-tRNAMet-GTP三联体复合物； 它们与40S小亚基（包括eIF-1和eIF-3）P位点结 合，形成43S前起始复合物。
（3）在帽子结合复合物起始因子eIF-4F的帮助下， 前起始复合物与mRNA的5’端结合，形成起始复 合物。 eIF-4F复合物包括： eIF-4E（结合到mRNA的5’帽 子结构上)、eIF-4A(解旋酶活性)和eIF-4G（连接 eIF-4E与eIF-3）。
原核生物：EF-T (EF-Tu, EF-Ts)和EF-G
1、AA-tRNA与核糖体A位点的结合
需要消耗GTP，并需EF-Tu、EF-Ts两种延伸因子来进 行能量的再利用。
能量的再生： EF-Tu-GDP+ EF-Ts
EF-Tu-Ts + GDP
EF-Tu-Ts + GTP EF-Tu-GTP + EF-Ts 重新参与下一轮循环
二、真核生物蛋白质翻译（起始） 三、保证蛋白质翻译准确起始的机制（翻译 保真性） 四、复习题
一、原核生物翻译的起始
1. 蛋白质合成装备的组装 2. 模板mRNA在核糖体上的准确定位 3. 起始氨基酸的插入
1. 氨基酸的活化
4-1-2遗传信息的翻译和中心法则(教学课件)——高中生物人教版(2019)必修第二册
AUCG 4 氨基酸
AUCG 4 4 AUCG 氨基酸
AUCG AUCG 4 4 4 AUCG
氨基酸
这种方式能满足组成蛋白质 的21种氨基酸的需要。
1.3 密码子
密码子的概念 mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基为1个密码子。
第一个用实验证明遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸的科学家---克里克
1.4 遗传密码的破译
体内存在RNA复制酶，实现RNA
烟草花叶病毒模式图
复制；
一些RNA病毒（HIV病毒）的遗
传信息可以从RNA流向DNA，
存在RNA逆转录酶，RNA逆转录
合成DNA。
HIV病毒
RNA RNA RNA
活动4 中心法则的内容 中心法则揭示了生物遗传信息传递的规律，据图回答下列问题：
(1)②表示___转__录____过程，需要_R_N__A_聚___合__酶；④表示__逆__转__录____过程，需要_逆___转__录____ 酶的参与。 (2)正常情况下，在人体细胞内能进行的过程是__①__②__③___。 (3)图中遵循碱基互补配对原则的过程是___①__②__③___④__⑤____。 (4)任意一个人体细胞均能发生①②③过程吗？
形态： RNA链经过折叠，形成三叶草形。 功能： 识别和转运氨基酸
结合氨基酸的部位
5'
碱基配对
GU A
反密码子
mRNA 5'
C AU
3'
密码子
核心归纳
1.遗传信息、密码子、反密码子的比较
项目 存在位置
含义
生理作用
直接决定mRNA中碱基排列
遗传信息 DNA
碱基的排列顺序
顺序，间接决定氨基酸排列
DNA翻译 PPT课件
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 )
目录
一、肽链合成起始
第十二章
蛋白质的生物合成 （翻译）
Protein Biosynthesis，Translation
目录
目录
蛋白质的生物合成，即翻译，就是将核酸中由 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 。——这是基因表达的最终目的。
目录
第一节 蛋白质合成体系
EF-1-α
EF-Ts 调节亚基
EF-1-βγ
EFG
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-2
目录
（一）进位
又称注册(registration)
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。
目录
延长因子EF-T催化 进位（原核生物）
二、肽链合成延长
指根据mRNA密码序列的指导，次序添加 氨基酸从N端向C端延伸肽链，直到合成终止 的过程。
肽链延长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，包括以下三步： – 进位(entrance) – 转肽(peptide bond formation) – 移位(translocation)
目录
目录
目录
Tu TGsTP
蛋白质生物合成—翻译及翻译后过程
A
C
C
氨基酸臂
反密码环
氨基酸的活化
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
氨基酸 ＋ATP-E → 氨基酰-AMP-E ＋ PPi 氨基酰-AMP-E ＋ tRNA→ 氨基酰-tRNA＋ AMP ＋ E
翻译中运输过程 （信号肽假说）
信号肽(Signal sequence) —能启动蛋白质运转的任何一 段多肽
使核蛋白体与内质网上的受体结合，合成的肽链进入 内质网内腔运至靶器官，信号肽酶切除信号肽，使成熟 的蛋白质释放至胞外
原核延长因子
生物功能
对应真核延长 因子
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
又称注册(registration)
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。
过氧化体蛋白 溶酶体蛋白
信号序列或成分 信号肽 信号肽，C端-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-(KDEL序列) N端靶向序列（20～35氨基酸残基） 核定位序列（-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-， SV40 T抗原） -Ser-Lys-Leu-（PST序列） Man-6-P（甘露糖-6-磷酸）
原核生物mRNA的特点
S-D序列：原核生物mRNA起始密码AUG上游8~13核苷酸 处，存在一段5′-UAAGGAGG-3′的保守序列，称为S-D 序列。是mRNA与核蛋白体识别、结合的位点
原核表达步骤
原核表达步骤一、转录（Transcription）转录是指DNA转录为RNA的过程，即DNA的信息通过RNA的合成而表达出来。
转录是生物体中基因表达的第一步，也是生物体合成蛋白质的关键步骤之一。
在原核生物中，转录过程分为三个阶段：启动、延伸和终止。
启动阶段是指RNA聚合酶（RNA polymerase）与DNA的结合，并在DNA上找到起始转录位点。
延伸阶段是指RNA聚合酶沿DNA模板链向下滑动，并合成RNA链。
终止阶段是指RNA聚合酶在遇到终止信号时停止转录，释放出合成的RNA链。
二、剪接（Splicing）剪接是指在转录过程中，将RNA前体分子中的内含子（intron）剪切除去，将外显子（exon）连接起来的过程。
原核生物中的剪接方式相对简单，通常是直接将外显子连接起来，形成成熟的RNA分子。
剪接的主要作用是消除内含子的干扰，使RNA分子能够直接参与翻译过程。
通过剪接，原核生物能够快速生成成熟的RNA分子，提高基因表达效率。
三、翻译（Translation）翻译是指将RNA的信息翻译成蛋白质的过程。
在原核生物中，翻译过程发生在核糖体（ribosome）中，涉及到mRNA、tRNA和rRNA等多种分子。
翻译分为三个主要步骤：启动、延伸和终止。
启动阶段是指核糖体与mRNA的结合，并识别起始密码子（AUG）位置。
延伸阶段是指核糖体沿mRNA滑动，将氨基酸依次加入正在合成的多肽链中。
终止阶段是指核糖体在遇到终止密码子（UAA、UAG、UGA）时停止翻译，释放合成的多肽链。
四、调控（Regulation）调控是指控制基因表达水平的过程，包括转录调控和翻译调控两个方面。
原核生物通过调控转录和翻译过程中的各个环节来实现基因表达的精确调控。
转录调控主要通过转录因子（transcription factor）和启动子（promoter）之间的相互作用来实现。
转录因子能够结合到启动子上，促进或抑制RNA聚合酶的结合，从而调控基因的转录水平。
翻译的过程 2
转肽
• 3 移位 转肽作用发生后，氨基酸都位于A位，P 位上是无负荷氨基酸的tRNA.移位因子EF-G和 GDP结合到核糖体上，有核糖体具有GTPase活 性的某一组分将GTP水解，促进核糖体沿mRNA 的5-3方向移动。每次移动一个密码子的距离。移 位的结果使原来在A位的肽基-tRNA转移到P位， 而A位空出。可以接受下一个性的氨基酰-tRNA的 进入。原来在P位的无负载的tRNA被移到E位。 移动过程需要GTP提供能量，以后，肽链上的每 增加一个氨基酸残基，即重复进位，转肽，移位 的循环。延长过程没重复一次，肽链就延伸一个 氨基酸残基。实验证明mRNA上的信息阅读是从5 端-3端进行，而肽链的延伸是从氨基端到羧基端。
肽链的延伸
• 原核生物肽链的延伸需要有70S的起始复合物，氨酰tRNA，三种延伸因子，以及GTP和MG.三种延伸因子是; 热不稳定的EF-Tu，热稳定的ET-Ts,和依赖于GTP的EF-G. 在多肽链上每增加一个氨基酸都需要经过进位，转肽，和 移位三步。
• 1进位 在70S起始复合物形成过程中，核糖核蛋白体的 P位上已结合了起始型甲酰蛋氨酸tRNA,起始复合物形成 以后，EF-Tu先与GTP结合，然后再与氨基酰-tRNA结合 成三元复合物，这样三元复合物才能进入A位。此时GTP 水解成GDP，EF-Tu-GDP与结合在A位上的氨基酰tRNA 分离。释放的EF-Tu-GDP再与EF-Ts和GTP反应重新生成 EF-Tu-GTP,并参与下一轮反应。
• 50亚基与上述懂得30S结合，同时IF2脱
落，形成70S复合物，此时fMet-tRNAFMET占
据着50S亚基的钛酰位（P位或给位）。而50S的氨基酰位（A位 或受位）暂时为空位。有待于对应mRNA中第二个密码的相应氨 基酰tRNA进入，从而进入延长阶段。
蛋白质的生物合成(翻译)Protein Biosynthesis,Translation《生物化学》复习提要
蛋白质的生物合成（翻译）Protein Biosynthesis，Translation概述蛋白质的生物合成，即翻译，就是将核酸中由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。
第一节蛋白质合成体系Protein Biosynthesis System参与蛋白质生物合成的物质包括：●三种RNA–mRNA（messenger RNA, 信使RNA）–rRNA（ribosomal RNA, 核蛋白体RNA）–tRNA（transfer RNA, 转移RNA）●20种氨基酸(AA)作为原料●酶及众多蛋白因子，如IF、eIF●ATP、GTP、无机离子一、翻译模板mRNA及遗传密码——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)。
•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) 。
•遗传密码：mRNA分子上从5'至3'方向，由AUG开始，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(triple t codon)。
起始密码(initiation codon): AUG ；终止密码(termination codon): UAA，UAG，UGA•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个蛋白质多肽链，称为开放阅读框架(open reading frame, ORF)。
•遗传密码的特点：• 1. 连续性(com maless)：编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码连续阅读，密码•间既无间断也无交叉。
• 2. 简并性(deg eneracy)：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、3、4个或多至6个三联体为其编码。
分子生物学 翻译
fMet fMet
Tu GTP
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。
胞浆 胞浆
tRNA rRNA
74-95个核苷酸
28S，5400个核苷酸 18S，2100个核苷酸 5.8S，160个核苷酸 5S， 120个核苷酸
转运氨基酸 与密码子识别
构成核糖体 ， 蛋白质合成场 所
S：沉降系数 （1S=10-13秒）
碱基数量：bp, Kb, Mb
原核生物16S rRNA的二级结构
（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
IF-1 IF-3
2. mRNA在小亚基定位结合
5'
AUG
3'
IF-1
IF-3
S-D序列：
在原核生物mRNA起始密码AUG上 游，存在4~9个富含嘌呤碱的一致性序列， 如-AGGAGG-，称为S-D序列。又称为核 蛋白体结合位点（ribosomal binding site，RBS)
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
第四章(2)原核生物的翻译过程
3. 简并性(degenerate)
一种氨基酸可具有2个或2个以上的密码 子为其编码。这一特性称为遗传密码的简并 性。
除色氨酸和甲硫氨酸仅有1个密码子外， 其余氨基酸有2、3、4个或多至6个三联体为 其编码。为同一种氨基酸编码的各密码子称 为简并性密码子，也称同义密码子 。
各种氨基酸的密码子数目
Protein Biosynthesis System
➢ 蛋白质生物合成体系
1. 基本原料：20种编码氨基酸 2. 模板：mRNA 3. 适配器：tRNA 4. 装配机：核蛋白体 5. 主要酶和蛋白质因子：氨基酰-tRNA合成酶、
转肽酶、起始因子、延长因子、释放因子等 6. 能源物质：ATP、GTP 7. 无机离子：Mg2+、 K+
tRNA的作用
运载氨基酸：氨基酸各由其特异的tRNA携带， 一种氨基酸可有几种对应的tRNA，氨基酸结合 在tRNA 3ˊ-CCA的位置，结合需要ATP供能；
充当“适配器”：每种tRNA的反密码子决定了 所携带的氨基酸能准确地在mRNA上对号入座。
tRNA的构象
氨基酸臂
二级结构
反密码环
三级结构
3. 转位(translocation)
➢ 每轮循环使多肽链增加一个氨基酸残基。
肽链的生物合成过程
从 mRNA 的 起 始 密 码 子 AUG 开 始 ， 按 5ˊ→3ˊ方向逐一读码，直至终止密码子。
参与原核生物翻译的各种蛋白质因子及其生物学功能
种类
起始因子
延长因子
释放因子
生物学功能
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的 敏感性
原核生物蛋白质合成过程
原核生物蛋白质合成过程原核生物蛋白质合成是指在原核生物细胞中，通过核糖体将RNA 翻译成蛋白质的过程。
这个过程包括三个主要的步骤：转录、翻译和折叠。
第一步：转录在原核生物中，转录是指将DNA模板转录成RNA的过程。
这个过程由RNA聚合酶完成，它会在DNA上找到一个起始位点，然后开始合成RNA链。
RNA链的合成是以DNA为模板的，RNA链的合成方向与DNA链的方向相反。
在转录过程中，RNA聚合酶会识别一些特定的序列，如启动子和终止子，这些序列会影响RNA链的合成速率和终止位置。
第二步：翻译在原核生物中，翻译是指将RNA翻译成蛋白质的过程。
这个过程由核糖体完成，核糖体是由RNA和蛋白质组成的复合物。
在翻译过程中，核糖体会识别RNA上的密码子，然后将相应的氨基酸加入到正在合成的蛋白质链上。
翻译过程中，核糖体会识别三个特定的密码子，它们分别是起始密码子、终止密码子和内含密码子。
起始密码子是AUG，它指示核糖体开始合成蛋白质。
终止密码子有三个，它们分别是UAA、UAG和UGA，它们指示核糖体停止合成蛋白质。
内含密码子是指在蛋白质链上的某个位置上，存在一个不同于起始和终止密码子的密码子，它指示核糖体在这个位置上加入一个特定的氨基酸。
第三步：折叠在原核生物中，折叠是指将合成的蛋白质链折叠成特定的三维结构的过程。
这个过程由分子伴侣和其他辅助蛋白质完成。
在折叠过程中，分子伴侣会帮助蛋白质链正确地折叠成特定的结构，同时防止蛋白质链的错误折叠。
折叠过程中，还会发生一些后翻译修饰，如磷酸化、甲基化和糖基化等，这些修饰可以影响蛋白质的功能和稳定性。
原核生物蛋白质合成过程包括转录、翻译和折叠三个主要步骤。
在转录过程中，RNA聚合酶将DNA模板转录成RNA。
在翻译过程中，核糖体将RNA翻译成蛋白质。
在折叠过程中，分子伴侣和其他辅助蛋白质帮助蛋白质正确地折叠成特定的结构。
这个过程是原核生物细胞中最基本的生物合成过程之一，对于细胞的生存和繁殖都至关重要。
讨论原核生物与真核生物复制、转录、翻译过程特点的异同
真核生物
只发生在细胞周期的S 期，一次复制开始后在 完成前不再进行复制
类核区
细胞核
一般为环形DNA,具有单一复制起始位点； 为线性DNA,具有多个复制起始位点，形成多
9-mer 和13-mer 的重复序列构成的复制起 个复制叉，DNA聚合酶的移动速度较原核生
始位点
物慢。复制起始位点无固定形式
引物是RNA，切除需要DNA聚合酶Ⅰ，长 约1000~2000个核苷酸
三、讨论原核生物与真核生物复制、转录、翻译过程特点的异同
演讲： PPT制作： 资料收集：
复制的异同---相同点
1.底物成分: 亲代DNA分子为模板，四种脱氧三磷酸核苷(dNTP)为底物，多种 酶及蛋白质:DNA拓扑异构酶、DNA 解链酶、单链结合蛋白、引物酶、DNA 聚合酶、RNA 酶以及DNA 连接酶等；
40S小亚基+60S大亚基↔80S核蛋白体
起始氨基酰-tRNA为fMet-tRNAfMet ； 核蛋白 体小亚基先与mRNA结合，再与fMet-RNAfMet 结合；mRNA中的S-D序列与16S rRNA3’端 的一段序列结合；有三种IF参与起始复合物的 形成。
起始氨基酰-tRNA为Met-tRNAiMet ；核蛋白 体小亚基先与Met-tRNAiMet结合， 再与mRNA结合；mRNA中的帽子结构与帽 子结合蛋白复合物结合；有至少10种eIF参与 起始复合物的形成。
翻译的异同---相同点
①原料都是氨基酸，tRNA，都需要消耗能量，都需要氨基酰-tRNA聚合酶； ②翻译过程包括起始、延长、终止三个阶段； ③翻译起始复合物形成后，核糖体从mRNA的5’端向3’端移动，依据密码
子顺序，从N端开始向C端合成多肽链。这是一个在核糖体上重复进行的进 位、成肽和转位的循环过程，每完成一次，肽链上可增加一个氨基酸残基； ④蛋白质翻译是一个循环进行的过程，每一个循环包括大、小亚基之间及 其与mRNA的结合，翻译mRNA，然后各自分离； ⑤氨基酸翻译完成后都需要进行加工。
原核生物基因翻译起始位点的识别
美国人类基因组计划中给基因组信息学的定义：它是一个交叉学科，包含着基因组信息的获取、 处理、存储、分配、分析和解释的所有方面。该定义包含两方面的内容，一方面是发展强大有效的 信息分析工具，构建适合于基因组研究的数据库，用于搜索、管理、使用人类基因组和模式生物基 因组的巨量信息；另一方面是配合实验研究，确定约 30 亿个碱基对的人类基因组完整核苷酸顺序， 找出人类全部基因在染色体上的位置以及包括基因在内的各种 DNA 片段的功能，即“读懂”人类基 因。随着后基因组时代的到来，基因组学的研究从结构基因组学过渡到功能基因组学，即从“是什 么”过渡到“为什么”的研究。
原核生物和真核生物中基因的转录
原核生物和真核生物中基因的转录、翻译和后修饰摘要:原核生物和真核生物中基因的转录、翻译和后修饰，是各种功能蛋白质生物合成的一系列程序。
本文通过介绍了原核生物和真核生物中基因的转录、翻译和后修饰的机制、原理、过程，从而了解真核生物和原核生物的基因表达和功能蛋白质合成上的差异。
关键词: 原核生物真核生物基因转录翻译后修饰0引言：21世纪，基因水平上的研究受到人们广泛的关注。
原核生物和真核生物中基因的转录、翻译和后修饰是基础研究，人们也只有在此基础不断扩散深入研究其它基因水平问题。
本文只简单介绍了一些关于基因转录、翻译和后修饰的一部分相关研究成果。
1 原核生物和真核生物中基因的转录：基因转录是在由RNA聚合酶和辅助因子组成的转录复合物的催化下，从双链DNA分子中拷贝生物信息生成一条RNA链的过程。
转录中，一个基因会被读取被复制为mRNA，就是说一特定的DNA片断作为模板，以DNA依赖的RNA合成酶作为催化剂的合成前体mRNA的过程。
转录产物主要有三类RNA，即信使RNA （mRNA）、核糖体RNA（rRNA）和转移RNA（tRNA）。
在基因转录过程中，RNA聚合酶起着非常重要的作用。
RNA聚合酶可以催化所有四种核苷- 5′-三磷酸（ATP、GTP、UTP和CTP）聚合成与模板DNA互补的RNA。
此反应需要Mg2+,反应中释放焦磷酸。
[1]该酶在转录的各个过程中发挥了不同的作用。
1．1 基因转录的启动RNA聚合酶正确识别DNA模板上的启动子并形成由酶、DNA和核苷三磷酸构成的三元起始复合物，转录便开始进行。
启动子是DNA分子上可与RNA聚合酶特异结合，而使转录开始的一段DNA序列而本身不被转录。
DNA模板上的启动区域常含有TATAATG顺序，称P盒。
复合物中的核苷三磷酸一般为GTP,少数为ATP,因而原始转录产物的5′端通常为三磷酸鸟苷(pppG)或腺苷三磷酸(pppA)。
真核DNA上的转录启动区域也有类似原核DNA的启动区结构，和在-30bp（即在酶和DNA结合点的上游30核苷酸处）附近也含有TATA结构，称TATA盒。