第15章蛋白质生物合成-翻译剖析
第十五章蛋白质的生物合成
第一位
（5ˊ）
U
U
C
A
G
遗传密码字典 第二位
C
A
G
第三位
（3ˊ）
U C A G
U C A G
U C A G
U C A G
6 4 组 密 码 子 中 ， AUG 既 是 甲 硫氨酸的密码，又是起始密码； 有三组密码不编码任何氨基酸， 而是多肽链合成的终止密码子： UAG、UAA、UGA。
• 在原核生物和真核生物中，均存在另一 种携带蛋氨酸的tRNA，识别非起动部位 的蛋氨酸密码，AUG。
第十五章蛋白质的生物合成
核糖体的研究历史
1.早在本世纪30年代后期就发现细胞质和细胞核中都有 核酸存在，不过用1924年福尔根发明的染色法只能使细胞核 中的核酸染色。但两种核酸在260nm的吸收非常相似。
第十五章 蛋白质合成及转运
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)。
2.Crick, F.比较了核酸和氨基酸的大小和形状后，认为不可 能在空间上互补，因此预测：(1) 存在一类分子转换器，使信 息从核酸序列转换成氨基酸序列；(2) 这种分子很可能是核酸； (3) 它不论以何种方式进入蛋白质翻译系统的模板，都必须与 模板形成氢键（即配对）；(4) 有20种分子转换器，每种氨基 酸一个；(5) 每种氨基酸必定还有一个对应的酶，催化与特定 的分子转换器结合。
2.1941年，细胞学家J.Brachet和T.Caspersor注意到细 胞质中的核酸与蛋白质的合成有密切的关系。
蛋白质生物合成
There are sporadic alterations of the universal code
Changes in the genetic code in mitochondria can be traced in phylogeny. The minimum number of independent changes is generated by supposing that the AUA=Met and the AAA=Asn changes each occurred independently twice, and that the earlyAUA=Met change was reversed in echinoderms.
（一）三联子密码定义
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(triplet coden) 。
mRNA
5’ GCU AGU ACA AAA CCU 3’
CAT
CAT
CAT
CAT
ATC
CAT CAC ATC CAT CAC AXT
ATC ATC CAT
CAT CAT
CAX
TXC
ATX
CAT
CAT
CAT
以均聚物为模板指导多肽的合成
Poly U 为模板，产生的多肽链为Poly Phe
Poly C 为模板，产生的多肽链为Poly Pro Poly A 为模板，产生的多肽链为Poly Lys
甲硫氨酸本身, 而是甲酰甲硫氨酸，起始AA-tRNA为
第十五章 蛋白质的生物合成-翻译
二、tRNA
tRNA是氨基酸的搬运工具。 tRNA是多肽链和mRNA之间的 重要转换器。 每一种氨基酸可以有一种以上 tRNA作为运载工具。 能够携带相同氨基酸而反密码子 不同的一组tRNA分子称为氨基 酸的同工受体tRNA （isoaccepting tRNA） 。
tRNA须具备的功能 • 与氨基酸结合（3’末端） • 识别特异的氨酰-tRNA合成酶（D环） • 识别mRNA链上密码子 • 与核糖体结合，使延长中的肽链附着于核糖体上（TψC环）
蛋白质生物合成过程包括： 1. 氨基酸的活化； 2. 合成起始； 3. 肽链延伸：进入、转肽、移位； 4. 终止合成。
一、氨基酸的活化
二、合成的起始阶段
核糖体大小亚基分离； mRNA在小亚基定位结合； 起始氨酰tRNA的结合； 核糖体大亚基结合。
1. 核糖体大、小亚基分离 IF1和IF3与30S小亚基结合，促进核糖体大、小
翻译过程实际上就是由tRNA携带着氨基酸，逐一识别 mRNA上的密码子，并将氨基酸依密码子的排序相互 连接的过程。核糖体是翻译的场所。
一、mRNA模板和遗传密码
• mRNA是翻译的直接模板。 （一）遗传密码的破译
mRNA上四种核苷酸→组成蛋白质的20种aa
核苷酸与氨基酸对应关系？
3个相邻的核苷酸→1个aa， 有43种排列→64种密码子
• 核糖体可以看作是一个大分子的机构，它具有许多精密的 配合部分，来挑选并管理参与蛋白质合成的各个组分。它 参与多肽链的启动、延伸和终止的各种因子的识别。
原核生物核糖体
5S rRNA， 23S rRNA 50S
34种蛋白质 70S
16S rRNA 30S
21种蛋白质
真核生物核糖体
5SrRNA，5.8SrRNA，28SrRNA 60S
蛋白质合成和翻译过程的细节解析
蛋白质合成和翻译过程的细节解析在细胞内，蛋白质合成是一个非常重要的生物过程。
它是生命的基础，负责构建细胞器官、催化化学反应、传递信号等多种功能。
蛋白质合成包括两个主要步骤：转录和翻译。
转录是指将DNA上的基因信息转录成mRNA分子，而翻译则是将mRNA的信息翻译成具体的氨基酸序列，从而合成蛋白质。
在转录过程中，DNA的双螺旋结构在合成RNA的过程中被部分解开。
这种解开由转录酶酶促完成。
转录酶会识别DNA上的启动子区域，并开始合成RNA。
合成过程中，转录酶会在DNA模板链上“读取”碱基序列，并拼接相应的核苷酸，形成与DNA模板互补的RNA链。
转录过程包括启动、延长和终止三个阶段。
翻译是将转录得到的mRNA信息转化为氨基酸序列的过程。
翻译是在细胞内的核糖体中进行的，核糖体是由rRNA和蛋白质组成的复杂结构。
翻译过程中，mRNA的核糖体结合部位与tRNA的抗密码子部位互补配对。
tRNA携带着特定的氨基酸，与mRNA上的密码子互补。
这样，一个个氨基酸就被连成了链，形成了蛋白质的基本结构。
翻译过程可以分为三个主要阶段：起始、延伸和终止。
起始阶段是核糖体寻找到mRNA起始密码子的过程，这个密码子通常是AUG。
一旦找到起始密码子，核糖体会招募tRNA并携带初始的氨基酸与之配对。
在延伸阶段，核糖体会按照mRNA上的密码子顺序招募相应的tRNA，每次招募一个tRNA，并用其携带的氨基酸与前一个tRNA携带的氨基酸形成化学键，从而逐渐形成多肽链。
终止阶段是核糖体识别到终止密码子时停止招募tRNA的过程，此时，多肽链释放出来，蛋白质合成完毕。
蛋白质合成过程中，除了以上两个主要步骤外，还有一些辅助的过程和因素。
例如，转录后的mRNA分子在合成过程中可能会被修饰，这种修饰可以在多个层面调控蛋白质的合成速率和稳定性。
另外，还有一些蛋白质在合成后需要经过折叠和修饰才能达到其功能性结构。
此外，细胞内还存在着一些调控蛋白质合成的机制。
分子生物学第十五章 蛋白质的生物合成
1.遗传密码种类：
• mRNA 分子有4种碱基：A、G、C、U，可组合成64个密 码子，其中61个分别代表20种不同氨基酸
• 遗传密码共有43=64种， 64: UAA、UAG、UGA 终止密码 61: AUG 起始密码 代表Met 60: 代表19种氨基酸
9
遗传密码表 第一碱基
（5/-端）
第二碱基
43
一、起始阶段
（一）原核生物翻译起始复合物的形成
参与的物质： 核糖体50S和30S大小两类亚基 mRNA 起始作用的fMet-tRNAfMet GTP供能 起始因子（IF1、IF2、IF3）
44
起始过程：
• 核糖体大小亚基解离 • 小亚基与mRNA结合：
16sRNA识别mRNA的SD序列
• fMet-tRNAfMet与mRNA起始密码子AUG结合 • 核糖体大小亚基形成起始复合物
tRNAphe Phe-tRNAphe
• 肽链起始和延长的甲硫氨酰-tRNA：
真核生物：起始： Met-tRNAiMet 延长： Met-tRNAMet
原核生物： 起始：fMet-tRNAfMet 延长：Met-tRNAMet
39
40
第三节 肽链的合成过程
41
整个翻译过程可分为 ：
• 翻译的起始 • 翻译的延长 • 翻译的终止
tRNA反密码子 第1位碱基
mRNA密码子 第3位碱基
I
U
G AC
U, C, A A, G U, C U G
17
摆 动 配 对
32 1
U
123
18
• ⑤遗传密码的通用性
从原核生物到人类都共用同一套遗传密码，被称为遗传密码的通用性。 密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。
生命科学中的蛋白质合成和翻译机制解析
生命科学中的蛋白质合成和翻译机制解析在生命科学领域，蛋白质合成和翻译机制是一个非常重要的研究方向。
蛋白质作为生物体内的主要功能分子，其合成和翻译机制的研究不仅能够深入探究生命起源和进化，还有助于解析许多生命现象的本质，为医学、工业等领域的应用提供帮助。
蛋白质合成可以分为转录和翻译两个阶段。
转录是指DNA模板上的一段基因被转化为RNA，而这个RNA分子就叫做mRNA，它会被带到细胞质中进行下一步的翻译。
翻译则是指mRNA被翻译成蛋白质的过程。
蛋白质合成过程中最重要的分子是核糖体，也就是带有核酸酶活性的复合物，其作用是将mRNA上的信息翻译成具有特定功能的氨基酸序列。
翻译的过程中，mRNA的每个密码子（三个核苷酸单位）都会被识别并翻译成一个特定的氨基酸。
这个过程需要涉及到tRNA分子的介入。
tRNA是带有氨基酸的小RNA分子，它会将对应的氨基酸带到核糖体上，并与mRNA上的密码子进行配对，从而完成氨基酸的加入。
这个过程中还涉及到许多不同的蛋白质因子的介入，这些因子会控制核糖体的活性，促进tRNA的结合和氨基酸的加入等。
蛋白质的结构与功能密切相关，因此蛋白质的折叠过程也是一个非常重要的研究方向。
在翻译过程中，正在合成的蛋白质会被不断地加入到已经合成好的区域中，从而形成一个长链。
这个链并不是随机折叠成蛋白质的形态，而是需要遵循严格的生物学规律进行折叠。
正确认识蛋白质折叠的规律，对研究蛋白质的结构和功能具有重要的意义。
除了上述的基本机制之外，还有一些与蛋白质合成紧密相关的研究方向，例如蛋白质定量和修饰等。
蛋白质定量一般是指对某个生物体内蛋白质的数量和比例进行定量分析，这个过程可以借助质谱等分析技术进行。
蛋白质修饰则是指在蛋白质合成的过程中，对蛋白质进行各种化学修饰的过程。
这些修饰通常会改变蛋白质的结构和功能，从而影响其在细胞内的生物学功能。
总而言之，蛋白质合成和翻译机制的研究涉及到许多复杂的分子机制，在生命科学领域中具有非常重要的地位。
第15章 蛋白质的生物合成
tRNA反密码子 第1位碱基
I
U G AC
mRNA密码子 第3位碱基
U, C, A A, G U, C U G
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21
Robert W. Holley 1922~1993
Har Gobind Khorana
1922~
Marshall W. Nirenberg
1927~2010
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1968
• 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) 。
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5
原核生物的多顺反子
5 PPP
3
真核生物的单顺反子
5 mG - PPP
蛋白质
3
蛋白质
非编码序列
核蛋白体结合位点
编码序列
起始密码子
终止密码子
"for their interpretation of the genetic code and
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its function in protein synthesis"
22
二、核糖体是多肽链合成的装置
2020/2/21
23
2020/2/21
24
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27
原核、真核生物核蛋白体的组成
4. 通用性(universal)
▪ 蛋白质生物合成的整套密码，从原核生 物到人类都通用。
▪ 已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、 植物细胞的叶绿体。
▪ 密码的通用性进一步证明各种生物进化 自同一祖先。
生物化学第15章 蛋白质的生物合成
P397
（2）核糖体的功能 ❖ 详见蛋白质合成过程；
15. 1. 3 tRNA
P398
❖ 每一种组成蛋白质的氨基酸（20种），至少有一种 tRNA 负 责 转 运 ， 大 多 数 氨 基 酸 具 有 几 种 用 来 转 运 的 tRNA；
❖ 一个细胞中常含有50或更多的不同tRNA分子； ❖ 书写时，将所运氨基酸写在tRNA的右上角，如
❖ 主要参与物： （1）EF-T：延长因子，有EF-Tu、EF-Ts 、EF-G； （2）能量：GTP； （3）新来的氨酰- tRNA；
核糖体上有接受肽基的P位和接受氨酰基的A位
1. P位：fMet-tRNAfMet在P位； 2. A位：新来的AA- tRNA进A位并成肽； 3. fMet-tRNAfMet移到A位成肽； 4 .肽基移到P位，A位空，又接受新来的氨酰- tRNA；
❖ 真核细胞蛋白质合成机制与大肠杆菌有许多相似之处；
蛋白质合成过程有许多机制保证蛋白质合成的 忠实性
15. 1. 2 核糖体 ❖ 核糖体是蛋白质合成位
❖ 核糖体存在于细胞质中或细胞内膜上： 1. 原核细胞中：核糖体或以游离形式分布在细胞质基质内，
或附着在细胞质膜内侧，或与mRNA 结合形成串状的多 核糖体； 2. 真核细胞中：核糖体既可游离存在，也可与细胞内质网 （真核细胞重要细胞器，属于细胞膜系统）结合，形成
GTP提供，约占生物合成反应总耗能量的90%；
蛋白质的生物合成快速而复杂
❖ 以E.coil为例，蛋白质占细胞干重50％左右。每个细胞 中约有3000种不同的蛋白质分子，每种蛋白质又有无数 分子，而大肠杆菌细胞的分裂周期不过20min，可见蛋 白质生物合成的速度之快；
❖ 蛋白质生物合成过程十分复杂，几乎涉及到细胞内所有 种类的RNA和几十种蛋白质因子；
分析蛋白质的合成和翻译过程
分析蛋白质的合成和翻译过程蛋白质是生命体中最为重要的分子之一，它们在细胞中扮演着诸多重要的角色，如催化化学反应、传递信号、提供结构支持等。
蛋白质的合成和翻译过程是一个复杂而精密的过程，涉及到多个分子和细胞器的协同作用。
蛋白质的合成和翻译过程始于DNA的转录。
DNA是细胞内的遗传物质，它携带着生物体的遗传信息。
当细胞需要合成特定的蛋白质时，DNA的一段特定区域会被转录成RNA，这个过程称为转录。
转录是由酶类分子RNA聚合酶完成的，它能够识别DNA上的特定序列，并将其转录成RNA分子。
转录过程中，DNA的双链解开，RNA聚合酶在模板链上合成RNA，形成了一个称为mRNA的分子。
mRNA是蛋白质合成的模板，它携带着DNA上的遗传信息，将其带到细胞质中的核糖体。
核糖体是细胞内的蛋白质合成工厂，它由多个蛋白质和rRNA（核糖体RNA）组成。
在核糖体中，mRNA的信息被翻译成蛋白质。
这个过程称为翻译。
翻译的过程中，mRNA上的信息被转化为一个个氨基酸的序列，这些氨基酸按照特定的顺序组合成蛋白质的链。
翻译是由tRNA（转运RNA）和rRNA协同完成的。
tRNA是一种小分子RNA，它能够识别mRNA上的特定密码子，并携带相应的氨基酸到核糖体上。
rRNA则起到了结构支持和催化反应的作用。
翻译的过程可以分为三个主要的步骤：起始、延伸和终止。
起始步骤是由一个特殊的tRNA和mRNA上的起始密码子完成的。
这个起始tRNA携带着甲硫氨酸（methionine）氨基酸，它与起始密码子配对，将第一个氨基酸带到核糖体上。
延伸步骤是指其他氨基酸的逐个加入，直到遇到终止密码子为止。
终止步骤是由特殊的tRNA和终止密码子完成的，它使蛋白质链停止生长，并释放出来。
蛋白质的合成和翻译过程是高度精细调控的。
细胞内有多个调控机制来确保蛋白质的合成在正确的时间和地点进行。
例如，转录因子能够识别特定的DNA序列，并调控RNA聚合酶的活性。
这样一来，只有在需要合成特定蛋白质的时候，转录因子才能与DNA结合，启动转录过程。
第15章 蛋白质的生物合成
进 位
成肽 转 位
成肽
成肽是由转肽酶催化形成肽键的过程。
Tu GTP
Tu GDP
5'
AUG
3'
fMet fMet
Tu GTP
5'
AUG
3'
(三) 原核生物翻译终止
当mRNA上的终止密码子出现后，多肽链合成 停止，肽链从肽酰-tRNA中脱落，mRNA、核糖体 等解体，此时翻译过程终止。 终止密码子不被任何氨基酰-tRNA识别，只有 释放因子（RF）能够识别它并进入核糖体的A位。 1. 释放因子可引起转肽酶活性的改变，从而使 肽链从tRNA上脱落。 2. 释放因子可引起核糖体结构的改变，从而使 复合体趋于解体。
解码
反密码子（anti-codon） 反密码子是位于tRNA、可与mRNA的三联体密 码子配对的三个相邻核苷酸。在蛋白质的合成中， 起解读密码、辅助将特异的氨基酸引入合成位点。 tRNA
5'
AUG
反密码子
3'
mRNA
密码子
遗传密码的特点
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。
COORF
5'
UAG
3'
第四节
蛋白质翻译后加工和靶向输送
Posttranslational Modification and Targeting Transfer of Protein
蛋白质翻译后加工
生物化学：蛋白质的生物合成(翻译)
目录
（三）tRNA是氨基酸的运载工具及蛋白质生 物合成的适配器
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。
蛋白质的生物合成 （翻译）
Protein Biosynthesis， Translation
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 。（分子语言的转换）
第一节
参与蛋白质生物合成的物质
一、参与蛋白质生物合成的物质及特点
密码也称遗传密码子(genetic coden)。 4种核苷酸则可构建64（43）个密码子
•编码20种氨基酸：61个密码子 起始密码—AUG（甲硫氨酸） •无意义密码子:终止密码—UAA，UAG，UGA
遗 传பைடு நூலகம்密 码 表
目录
遗传密码的特点
1. 通用性(universal)
• 蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到 人类都通用。 • 已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植 物细胞的叶绿体。 • 密码的通用性进一步证明各种生物进化自同 一祖先。
4. 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2～6个密码子。
20
61
目录
5. 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。
蛋白质生物合成—翻译及翻译后过程ppt课件
.
分子伴侣的分类及作用
1. 应激蛋白70家族（heat-shock protein 70）：参与蛋白质的从头折 叠、跨膜运输、错误折叠多肽的降 解及其调控过程
2. 伴侣素系统（chaperonin system）: 具有独特的双层环状结构的寡聚蛋 白，以依赖ATP的方式为非自发性 折叠蛋白质提供能折叠形成天然空 间构象的微环境
蛋白质
rpS 21种 rpL 34种
rpS 33种 rpL 49种
.
小亚基与mRNA的结合
.
大亚基
P位
A位
P位(peptidyl site) ：结合肽酰tRNA的部位 A位(aminoacyl site) ：结合氨基酰tRNA的部位 E位(exit site) ：排出位 .
三、氨基酸的活化与转运—tRNA
输的。需要消耗能量
3. 小泡运输—蛋白质从内质网转运到
高尔基体以及从高尔基体转运到溶
酶体、分泌泡、细胞质膜、细胞外
等是由小泡介导的
.
细胞中蛋白质运输的方式
1. 翻译中运输:由与内质网结合的核糖 体完成。新生肽链在合成过程中， 插入到内质网上的特殊通道，然后 转移入内腔
2. 翻译后运输: 由游离核糖体完成。 在多肽链合成后，将蛋白质从细胞 质转移到线粒体或叶绿体细胞器 和细胞核中
.
二、生物合成的场所 — 核蛋白体 (Ribosomes)
.
核蛋白体蛋白及rRNA的组成特点
原核生物
真核生物
核蛋 白体
小亚基
大亚基
核蛋 白体
小亚基
大亚基
S 70S 30S
50S
80S 40S
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不重叠性：三联体，连续性，无逗点，连 续阅读，5’ 到3’。
例外：支原体，UGA 编码 Trp；纤毛虫， UAA 和 UAG编码 Glu。
第15章蛋白质生物合成-翻译剖析
2. tRNA
原核tRNA有30-40种，真核有50-60种，含 70-90个核苷酸， 并有多种稀有碱基。
人工合成多聚核苷酸: Nirenberg用poly U加入 C14标记的20种aa, 只合成有苯丙氨酸的寡肽, UUU=苯丙氨酸。
1966年，20中氨基酸对应的61个密码子和三个 终止密码子全部被查清破译。
第15章蛋白质生物合成-翻译剖析
遗传密码的主要特征：
编码性
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。
第15章蛋白质生物合成-翻译剖析
P位：肽酰基tRNA (peptidyl tRNA site) A位：氨酰基tRNA位 (aminoacyl tRNA site)
E位：排出 (exit site)
第15章蛋白质生物合成-翻译剖析
多核糖体
大肠杆菌由一 定数目的单个核糖 体与一个mRNA 分 子结合而成的念珠 状结构。
遗传密码（genetic code）
一条多核苷酸链的碱基顺序决定或编 码一条多肽链上的氨基酸的排列顺序, 这 种对应关系称为遗传密码。
三个碱基编码一个氨基酸，三联碱基 称为一个密码子（codon）, 又称三联体 密码。
第15章蛋白质生物合成-翻译剖析
遗传密码的破译
1961年，M. Nirenberg等用放射性同位素标记 的方法证明mRNA中核苷酸顺序与蛋白质中氨 基酸之间的对应关系。
每个核糖体可独立完成一条肽链的合 成，所以在多核糖体上可以同时进行多条 肽链的合成，提高了翻译的效率。
第15章蛋白质生物合成-翻译剖析
4. 翻译的方向
沿mRNA的5’ 3’进行 多肽链的合成起始于氨基末端，然
后逐步连续加接其他氨基酸残基， 延伸至羧基末端。
起始密码（initiation coden）: AUG （真核中起始为Met、 原核中起始为fMet, 翻译中间为Met）
终止密码（termination coden）: UAA，UAG，UGA
5’ AUG CCA UGC ACC CGG GUU …………..CAA UAG 3’ Met Pro Cys Thr Arg Val ………….. Gln
核 糖 体 的 组 成
核糖体的功能
❖ 容纳mRNA，并能沿着mRNA由5’到3’ 移动， 由tRNA解读其密码；每次移动的距离相当于一 个密码子。
❖ 氨基酰位点（A位点），可结合氨基酰-tRNA； ❖ 肽酰基位点（P位点），可结合肽酰基-tRNA； ❖ 脱tRNA的出口位（E位点）; ❖ 肽酰基转移酶中心，是形成肽键的位点等。
第15章蛋白质生物合成-翻译剖析
从 mRNA5’ 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)。
AUG
UAA
ORF
简并性：同一氨基酸有多个不同密码子， 除 Trp，Met 外, 同义密码子。
为合成多肽链的“装配机 （操作台）” 。
第15章蛋白质生物合成-翻译剖析
1. mRNA
mRNA是遗传信息的载体（载有遗传密 码），是合成蛋白质的模板，它以一系列 三联体密码子的形式从DNA转录了遗传信 息。每个密码子对应一个氨基酸。
mRNA占细胞总RNA的5-10%，不稳定， 寿命短。
第15章蛋白质生物合成-翻译剖析
第15章白质生物合成-翻译剖析
一、蛋白质的翻译系统
以mRNA为模板，在核糖体、tRNA 和多种蛋白因子的共同作用下，将mRNA 中4种核苷酸的语言解读为蛋白质中20种 氨基酸的语言，称为翻译（Translation）。
第15章蛋白质生物合成-翻译剖析
原 料: 20 种氨基酸 mRNA: 合成蛋白质的模板 tRNA: 原料氨基酸的“搬运工” rRNA: 与多种蛋白质结合成核糖体，
不同细胞核糖体的组成
原核生物
真核生物
核糖体 小亚基 大亚基 核糖体 小亚基 大亚基
S 70S 30S 50S 80S 40S
60S
rRNA
16SrRNA
5SrRNA 23SrRNA
28SrRNA 18SrRNA 5SrRNA
5.8SrRNA
蛋白质
21种 34种
33种
49种
第15章蛋白质生物合成-翻译剖析
每一个氨基酸有其相应的tRNA携带, 氨基酸的 羧基与tRNA的 3’ CCA-OH 以酯键结合。而 tRNA的反密码子可以与mRNA上相应的密码子 互补结合, 以使氨基酸正确“对号入座” （因为 密码子的序列对应于多肽链上 的氨基酸序列）。
第15章蛋白质生物合成-翻译剖析
密码子与反密码子的配对方式
tRNA是最小的RNA， 占细胞总RNA的15% 左右，其功能是搬运氨基酸和解读密码子。
tRNA 具有“四环一臂” 和 “三叶草” 形 的典型结构。
第15章蛋白质生物合成-翻译剖析
tRNA的结构——“四环一臂” 倒L形的三级结构
tRNA上至少有4 个位点与多肽链合成有关：即 3’CCA氨基酸接受位点、氨酰-tRNA合成酶识别 位点、核糖体识别位点和反密码子位点。
第15章 蛋白质的生物合成—翻译
Protein Biosynthesis — Translation
第15章蛋白质生物合成-翻译剖析
本章主要内容
翻译系统 蛋白质生物合成的过程 翻译后的加工修饰
第15章蛋白质生物合成-翻译剖析
重点和难点：
蛋白质的生物合成过程 原核生物和真核生物蛋
白质合成的差异
3. rRNA与核糖体（ribosome）
核糖体呈颗粒状，是rRNA 与几十种蛋白 质的复合体，由大、小亚基组成，每个亚 基又含有不同的蛋白质和rRNA，原核和真 核生物不同。
含有合成蛋白质多肽链所必需的酶、起始 因子（IF）、延伸因子（EF）、释放因子 （RF）等。
第15章蛋白质生物合成-翻译剖析