生物化学第十三章蛋白质的生物合成

真核mRNA在核质内合成时是一种大分子量的
mRNA前体，叫核内不均一RNA（hnRNA）。
hnRNA经过细胞内加工为成熟的ห้องสมุดไป่ตู้RNA，转移到
细胞质行使其功能。
教学ppt
6
原核生物mRNA分子结构:
真核生物mRNA分子结构：
教学ppt
7
SD序列
SD序列富含嘌呤碱基，可与16s rRNA的3’末端富
如GGN（GGA、GGU、GGG、GGC）都编码Gly，那么 这4种密码子就称为Gly的简并密码，一般情况下密码子的 简并性只涉及第三位碱基。
只有Met和Trp没有简并密码。
问：密码子简并性的生物学意义？
教学ppt
16
3. 密码子的摆动性
密码子的专一性主要由前两位碱基决定的，而第三位碱 基有较大的灵活性，Click将第三位碱基的这一特性称为
教学ppt
14
㈡、遗传密码的特性
1. 密码的无标点性、无重叠性
编码一个肽链的所有既不重叠也不间隔，从起始密码子到 终止密码子构成一个完整的读码框架（不包括终止子）。 那么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，称为移码突变。
教学ppt
15
2. 密码子的简并性
几种密码子编码一种氨基酸的现象称为密码子的简并 性。编码同一个氨基酸的一组密码子称为同义密码子。
第十三章 蛋白质的生物合成
教学ppt
1
翻译
翻译(translation)：根据mRNA链上的遗传信息合
成蛋白质的过程。 教学ppt
2
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。
❖ 原料：20种L-氨基酸； 3种RNA：mRNA, tRNA, rRNA
❖ 酶：氨基酰tRNA合成酶、转肽酶 ❖ 两种高能核苷酸： ATP、 GTP ❖ 金属离子：K+ 、Mg2+（促进肽键形成)
目前只发现线粒体和叶绿体内有例外情况，这也 是如火如荼的转基因的前提。
教学ppt
19
二、tRNA
tRNA 起运载氨基酸的作用，将氨基酸按照 mRNA链上的密码子所决定的氨基酸顺序搬运到 蛋白质合成的场所（即核糖体）的特定部位。
每一种氨基酸可以有一种以上tRNA 作为运载工 具，人们把携带相同氨基酸而反密码子不同的一 组tRNA 称为同功受体tRNA (isoaccepting tRNAs)
教学ppt
9
在mRNA链上以相邻的三个核苷酸为一组，起
编码多肽链中一种氨基酸的作用，叫密码子 (codon) 。由于它是相邻的三个核苷酸又称三联 体密码 (triplet code)。
教学ppt
10
早在1961年，Nirenberg等人在大肠杆菌的无细 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。
摆动性（wobble）。 密码子第三位碱基与反密码子第一
位碱基不严格互补，但不影响翻译正确。
教学ppt
17
问：细胞内有几种tRNA？
当遗传密码破译后，由于有61个密码子编码氨基酸，于是 人们预测细胞内有61种，但事实上绝大多数细胞内只有50 种左右，Crick也正是在这种情况下提出了摇摆假说并合理 解释了这种情况。
教学ppt
20
tRNA的二、三级结构
教学ppt
21
tRNA的功能 ㈠、3’端接受氨基酸
氨基酸
tRNA
教学ppt
氨酰tRNA
22
㈡、识别mRNA链上的密码子
反密码子 密码子
教学ppt
反密码子与 mRNA链上密 码子反向互补 配对，保证了 氨基酸按照密 码子所规定的 顺序进入肽链。
23
一种tRNA经常能识别一种以上的同义密码子
教学ppt
24
㈢、连接多肽链和核糖体
多肽链 tRNA
核糖体
教学ppt
在多肽链合 成过程中，多肽 链通过tRNA暂 时结合在核糖体 的正确位置，直 到多肽合成终止 才从核糖体上脱 落下来。
25
可以说tRNA是一个万能接头：
⑴ 对氨酰- tRNA合成酶的识别位点（接头合成酶） ⑵ 3端-CCA上的氨基酸运载位点（接头氨基酸，装载） ⑶ 对核糖体的识别位点（将氨基酸运送到目的地） ⑷ 反密码子位点（接头mRNA，验货并卸载）
根据摇摆性和61个密码子，经过仔细计算，要翻译61个
密码子至少需要31种tRNA，外加1个起始tRNA，共需32
种。但是，在叶绿体和线粒体内，由于基因组很小用到的
密码子少，因此，叶绿体内只有30种左右tRNAs，线粒体
只有24种。
教学ppt
18
4. 密码子的通用性
病毒、原核细胞、真核细胞都用同一套遗传密码 子表，叫密码的通用性。
含嘧啶碱基的序列互补，这与mRNA对核糖体的快
速识别有关。
教学ppt
8
㈠、遗传密码的破译
mRNA都是由4种核苷酸构成，而组成多肽的 氨基酸有20种；4种核苷酸与20种氨基酸怎样对 应起来？
显然，必须是几个核苷酸的组合编码一个氨基酸 才能应付局面。用数学方法很容易算出：
3个相邻的核苷酸 → 1种氨基酸， 有43种排列→ 64种密码子
Established the chemical structure of tRNA
教学ppt
Established the in vitro system for revealing the genetic codes
12
教学ppt
13
在64个密码子中有61个编码氨基酸，3个不编码 任何氨基酸而起肽链合成的终止作用，称为终 止密码子，它们是UAA、UAG、UGA，密码子 AUG（编码Met）又称起始密码子。
如果利用poly(UC)，则得到多聚Ser-Leu-Ser-Leu， 推测UCU编码Ser，CUC编码Leu，因为poly(UC)有 两种读码方式：UCU－CUC和CUC－UCU。
教学ppt
11
Devised methods to synthesize well defined nucleic acids
教学ppt
3
❖ 多种蛋白质因子: 起始因子: IF或eIF 延长因子：EF或eEF 释放因子：RF或eRF
• 方向：氨基端 → 羧基端
教学ppt
4
第一节 RNA在蛋白质生物合成中的 重要功能
教学ppt
5
一、mRNA和遗传密码
mRNA 是蛋白质合成的直接模板，其核苷酸排 列顺序取决于相应DNA 的碱基排列顺序，它又决 定了所形成的蛋白质多肽链中的氨基酸的排列顺 序。