蛋白质生物合成(翻译)过程分析

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第十五章 蛋白质的生物合成-翻译

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

蛋白质生物合成—翻译及翻译后过程

蛋白质生物合成—翻译及翻译后过程

(二)剪切和剪接加工
1. 新生肽链N端fMet或Met的切除 2. 剪切— 直接从新生肽链上除去不等的氨基酸残基 ① 分泌型蛋白的信号肽的切除
② 前体蛋白加工:切除前体蛋白的一端肽段;去除蛋白 内含子
③ 活性肽的剪切释放:一条已合成的多肽链经翻译加工 后生成不同活性的蛋白质或多肽
3. 剪接— 蛋白质前体通过多肽剪除某些氨基酸片段,再 以一定的顺序结合起来生成成熟有活性的蛋白质
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
真核生物mRNA的特点
真核生物没有S-D序列, 靠帽子结构识别核糖体 真核生物的起始密码位 于Kozak序列 (CCACCAUGG)中, 增加翻译起始的效率
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
进位(entrance)/注册(registration) 成肽(peptide bond formation) 转位(translocation)
延伸过程所需蛋白因子——延长因子 (elongation factor, EF)
蛋白质的生物合成的过程
1. 氨基酸的活化 2. 多肽链合成的起始 3. 肽链的延长 4. 肽链的终止和释放 5. 蛋白质合成后的加工修饰
一、肽链合成起始(initiation)
甲硫氨酰tRNA与mRNA结合到核蛋白体上, 生成翻译起始复合物
(一)原核生物翻译起始
①核蛋白体大小亚基分离—起始因子 IF3 、IF1介导,利 于小亚基与mRNA,fMet-tRNAfMet结合

蛋白质合成与翻译过程的生物化学细节

蛋白质合成与翻译过程的生物化学细节

蛋白质合成与翻译过程的生物化学细节蛋白质合成是细胞中最基本且重要的生物化学过程之一。

在细胞中,蛋白质合成通过翻译过程来实现。

本文将详细介绍蛋白质合成和翻译的生物化学细节,包括蛋白质合成的起始、延伸和终止,以及翻译的三个主要步骤。

一、蛋白质合成的起始蛋白质合成的起始是由起始子核糖体颗粒(initiation complex)进行的。

在起始子核糖体颗粒中,首先结合了Initiation Factor(IF),形成initiation complex。

该复合物包括mRNA的5'端帽结构、tRNA以及起始因子。

这个复合物在mRNA的AUG密码子上扫描,同时tRNA中的起始氨基酸Met与AUG密码子的互补碱基对结合,标志着翻译的起始。

二、蛋白质合成的延伸蛋白质合成的延伸是由有丝分裂核糖体(ribosome)进行的。

有丝分裂核糖体由大和小亚基组成。

在延伸过程中,小亚基在mRNA上移动,而大亚基在小亚基的引导下进行肽键形成。

具体来说,小亚基识别A位(acceptor)上的tRNA以及其带有氨基酸的CCA末端,而大亚基负责连接氨基酸并形成肽键。

这个过程一直持续到达到终止密码子。

三、蛋白质合成的终止蛋白质合成的终止是由终止子核糖体颗粒(termination complex)进行的。

在终止子核糖体颗粒中,有一种特殊的tRNA结合到终止密码子上,而这个tRNA并不携带任何氨基酸,而是释放因子(release factor)的一个特殊结构。

释放因子与终止密码子的互作导致核糖体解离,并释放已经合成的蛋白质。

四、翻译的三个主要步骤翻译是在细胞中将mRNA上的核苷酸序列转化为多肽链的过程。

它通常包括三个主要步骤:起始、延伸和终止。

起始阶段: 在起始阶段,起始子核糖体颗粒识别mRNA的5'端帽结构,并与tRNA和起始因子形成复合物。

随后,该复合物在mRNA上扫描,找到AUG密码子,并配对形成起始合成酶。

延伸阶段: 在延伸阶段,有丝分裂核糖体结合到起始合成酶上,tRNA带着其携带的氨基酸与mRNA的A位上的密码子互相碱基配对。

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

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。

蛋白质合成和翻译过程

蛋白质合成和翻译过程

蛋白质合成和翻译过程蛋白质合成和翻译是细胞中一系列重要的生物化学过程,它们对于维持生命活动和遗传信息的传递起着至关重要的作用。

本文将介绍蛋白质的合成和翻译过程,并探讨其中的关键步骤和调控机制。

一、蛋白质合成的概述蛋白质合成是指通过翻译过程将基因中的密码子信息转化为氨基酸序列的过程。

这一过程发生在细胞的核糖体中,需要参与的重要组分包括核糖体RNA(rRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体蛋白(r-protein)。

蛋白质的合成过程主要包括以下几个步骤:转录前改造、基因表达和剪接、mRNA的运输和翻译。

二、蛋白质合成的关键步骤1. 转录前改造:在真核生物中,基因中的DNA序列首先被转录为一段称为前体mRNA(pre-mRNA)的分子。

pre-mRNA在细胞核中经历剪接、加工修饰等一系列修饰过程,形成成熟mRNA,然后被送到细胞质中进行蛋白质的合成。

2. 基因表达和剪接:基因中的DNA序列会被RNA聚合酶复制为pre-mRNA分子,pre-mRNA中的外显子和内含子序列通过剪接机制的作用而被正确拼接,生成成熟mRNA。

剪接是蛋白质合成的一个重要调控途径,可以产生多个不同的成熟mRNA,从而扩大蛋白质的功能多样性。

3. mRNA的运输和翻译:成熟的mRNA被转运至细胞质,与核糖体结合,开始翻译过程。

核糖体是含有rRNA和r-protein的颗粒状结构,其功能是识别mRNA上的密码子并配对tRNA上的氨基酸。

4. 翻译过程:翻译过程包括起始、延伸和终止三个主要阶段。

起始阶段是核糖体识别mRNA上的起始密码子AUG,并结合甲硫氨酸(methionine)氨基酸。

延伸阶段是核糖体识别并匹配mRNA上的密码子,通过tRNA上的氨基酸与新到的氨基酰-tRNA结合,形成肽键,扩大多肽链。

终止阶段是核糖体识别到终止密码子,结束翻译,完成多肽链的合成。

三、蛋白质合成的调控机制蛋白质合成过程中存在着复杂的调控机制,包括转录调控、翻译调控和蛋白质降解等。

生物的蛋白质合成与翻译

生物的蛋白质合成与翻译

生物的蛋白质合成与翻译蛋白质是生物体内最重要的有机物之一,在细胞的生命活动中发挥着重要的作用。

蛋白质的合成过程包括两个主要的步骤:转录和翻译。

本文将详细介绍生物的蛋白质合成与翻译的过程,以及相关的调控机制。

一、蛋白质合成的转录蛋白质合成的第一步是转录,即将DNA上的遗传信息转录成RNA分子。

转录是在细胞核内进行的,通过RNA聚合酶与DNA模板链结合,合成mRNA(信使RNA)。

转录过程分为启动、延伸和终止三个阶段。

1. 启动转录的启动是由转录因子与启动子序列的结合引发的。

转录因子与DNA结合后,使RNA聚合酶定位于启动子上,准备进行下一步的延伸。

2. 延伸转录的延伸阶段是RNA聚合酶在DNA模板链上进行链合反应的过程。

RNA聚合酶依据DNA模板链的碱基序列合成互补的mRNA链,其中腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(U)相互配对,鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)相互配对。

3. 终止转录的终止是在到达终止序列时,mRNA链与DNA模板链解离,同时RNA聚合酶释放出来,完成对该段DNA的转录。

二、蛋白质合成的翻译翻译是指将mRNA上的遗传信息转化为蛋白质的过程,主要发生在细胞的核糖体中。

翻译过程涉及到mRNA、tRNA、核糖体等多个因素的参与。

1. 起始子翻译的起始子是由mRNA上的AUG密码子(编码蛋氨酸)和特定的起始tRNA(Met-tRNA)一起组成的。

起始tRNA含有特定的氨基酸蛋氨酸(Met)。

2. 终止子翻译的终止子是由mRNA上的终止密码子(UAA、UAG、UGA)组成。

不同的终止密码子会引发终止蛋白合成的信号。

3. tRNA的识别与配对tRNA通过其上的抗密码子与mRNA上的密码子进行识别与配对,从而将适当的氨基酸带入核糖体上。

4. 多肽链的延伸核糖体上的rRNA会将适当的tRNA带入核糖体的A位(接纳位),tRNA与mRNA上的密码子进行互补配对。

核糖体上的rRNA还具有脱氨酶活性,使tRNA上的氨基酸与并入的氨基酸发生肽键连接。

蛋白质合成过程四个步骤

蛋白质合成过程四个步骤

蛋白质合成是生物体内一项非常重要的生物化学过程,也被称为蛋白质生物合成。

该过程包括转录和翻译两个主要阶段,涉及到DNA、RNA和蛋白质等多种生物分子的参与。

下面我将详细介绍蛋白质合成的四个步骤,以便更好地理解这一复杂而精密的生物学过程。

步骤一:转录(Transcription)转录是蛋白质合成的第一步,它发生在细胞核内。

在这一过程中,DNA的信息将被复制到一种名为mRNA(信使RNA)的分子上。

具体来说,转录的步骤包括:1. 启动子结合:转录过程开始于启动子,启动子是DNA上的一个特定区域,其特殊序列能够与RNA聚合酶结合,从而启动转录。

2. RNA聚合酶合成mRNA:一旦启动子与RNA聚合酶结合,RNA 聚合酶将会沿着DNA模板链合成mRNA,这一过程包括RNA的合成和剪切修饰等步骤。

3. 终止:当RNA聚合酶到达终止子时,转录过程将结束,mRNA 分子从DNA模板上分离出来。

步骤二:前期mRNA处理(Pre-mRNA Processing)在转录完成后,产生的mRNA并不是立即可以被翻译成蛋白质的成熟mRNA,还需要经过一系列的前期处理。

这些处理包括:1. 剪接(Splicing):mRNA中会存在一些被称为内含子的非编码序列,而真正编码蛋白质的序列被称为外显子。

剪接过程将内含子从mRNA中切除,将外显子连接起来,形成成熟的mRNA。

2. 5'端盖(5' Cap)的添加:在mRNA的5'端,会添加一种名为7-甲基鸟苷酸(m7G)的化合物,用于保护mRNA不受降解,同时有助于mRNA与核糖体的结合。

3. 3'端聚腺苷酸(Polyadenylation)的添加:在mRNA的3'端,会添加一系列腺苷酸,形成所谓的聚腺苷酸尾巴,同样用于保护mRNA不受降解。

步骤三:翻译(Translation)翻译是蛋白质合成的第二个主要步骤,它发生在细胞质中的核糖体内。

在翻译过程中,mRNA上携带的遗传密码将被翻译成氨基酸序列,从而合成特定的蛋白质。

蛋白质的生物合成-翻译

蛋白质的生物合成-翻译

先导区
插入顺序
插入顺序
末端顺序
① 半衰期短 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。
精选ppt课件
12
SD序列(shine-Dalgarno序列):---原核生物 1.位于起始密码上游约10个核苷酸处, 2.序列富含嘌呤(如AGGA /GAGG) 3.能和原核生物核糖体小亚基的16s rRNA相 应 互补。
Hale Waihona Puke 精选ppt课件33
5.70s起始复合物形成
IF3脱落 50S大亚基结合 GTP GDP+Pi IF2、IF1脱落
70s起始复合物组成
大小亚基 mRNA fmet-tRNAimet (结合于核糖体的P位<肽位>)
精选ppt课件
34
核蛋白体大小亚基分离
IF-1 IF-3
mRNA在小亚基定位结合
精选ppt课件
5
遗 传 密 码 表
2. 遗传密码的基本特点
密码子是近于完全通用(universal)的。 密码间无标点符号且相邻密码子互不重叠。 密码的简并性(degeneracy) :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密码子称为同义密码子(Synonymous codon)。 密码子的摆动性(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。 64组密码子中,AUG既是的密码,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。

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

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。

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《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。

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。

蛋白质合成和翻译过程

蛋白质合成和翻译过程

蛋白质合成和翻译过程蛋白质合成和翻译是生物体内基本的生化过程之一。

它们是细胞通过转录和翻译DNA的遗传信息,合成蛋白质的过程。

蛋白质作为细胞的结构组分和功能分子,对维持生物体的正常生理功能起着关键的作用。

本文将详细介绍蛋白质合成和翻译的过程及相关机制。

一、蛋白质合成过程蛋白质合成是指通过将氨基酸链合成成特定的肽链,最终形成功能完整的蛋白质的过程。

它包括转录和翻译两个主要的步骤。

1. 转录转录是指从DNA模板上合成RNA的过程。

转录的主要特点是DNA的一个酸性链作为模板,通过RNA聚合酶的催化作用,将其转录成相应的RNA分子。

这一过程发生在细胞核中。

在转录过程中,RNA聚合酶根据DNA模板的碱基序列合成RNA 链,其中腺嘌呤(A)对应DNA的胸腺嘧啶(T),胸腺嘧啶(T)对应DNA的腺嘌呤(A),鸟嘌呤(G)对应DNA的钴嘌呤(C),钴嘌呤(C)对应DNA的鸟嘌呤(G)。

转录过程通过三个主要的步骤:启动、延伸和终止来完成。

2. 翻译翻译是指将RNA的信息转化为氨基酸序列的过程。

它发生在细胞质内的核糖体中。

在翻译过程中,RNA通过核糖体将其信息转化为氨基酸序列,形成肽链,进而形成蛋白质。

翻译是以密码子为基本单位进行的,每个密码子由三个核苷酸组成。

在翻译的开始,核糖体会与mRNA上的起始密码子结合,将与之匹配的启动tRNA携带的氨基酸搬移到核糖体上,从而形成蛋白质的第一个氨基酸。

接下来,核糖体将移动到下一个密码子,再次与匹配的tRNA配对,并再次将其携带的氨基酸搬移到核糖体上。

这一过程不断重复,直到遇到终止密码子,翻译过程结束,蛋白质合成完成。

二、蛋白质合成机制蛋白质合成是一个复杂的过程,涉及到许多分子和细胞器的参与。

下面将介绍蛋白质合成过程中的几个关键环节。

1. 激活氨基酸在蛋白质合成的开始阶段,氨基酸需要被激活,即与特定的载体分子tRNA结合,形成活化的tRNA。

这一过程由氨基酸激活酶完成。

激活的tRNA负载着特定的氨基酸,随后与核糖体结合,参与翻译过程。

蛋白质合成与翻译

蛋白质合成与翻译

蛋白质合成与翻译蛋白质是生物体内多种重要分子的基础,它们在细胞结构和功能上起着关键作用。

在细胞内,蛋白质的合成和翻译过程是非常重要的,它们决定了蛋白质的结构和功能。

本文将深入探讨蛋白质的合成和翻译过程,并介绍相关的细胞器和分子机制。

一、蛋白质合成的基本过程蛋白质的合成包括两个主要阶段:转录和翻译。

在转录过程中,DNA信息被转录成RNA,然后在翻译过程中,RNA被翻译成氨基酸序列,最终形成蛋白质。

1. 转录:转录是指通过RNA聚合酶将DNA信息转录成RNA的过程。

在细胞核内,RNA聚合酶会结合到DNA上,按照DNA模板合成一条互补的RNA链,这条RNA链称为mRNA(信使RNA)。

mRNA 是蛋白质合成的模板,它携带着从DNA中复制下来的基因信息,包括蛋白质的氨基酸序列。

2. 翻译:翻译是通过核糖体将mRNA转化为蛋白质的过程。

在翻译开始之前,mRNA先与核糖体结合,随后tRNA(转运RNA)带着特定的氨基酸进入核糖体,通过互补配对原则将氨基酸逐渐加入正在合成的蛋白质链中。

当mRNA上的信息被完全翻译后,生成的蛋白质链被释放出来。

二、蛋白质的合成机制蛋白质合成过程涉及到许多细胞器和分子机制,它们密切配合,确保蛋白质的正确合成。

1. 核糖体:核糖体是蛋白质翻译的主要场所。

核糖体由rRNA(核糖体RNA)和蛋白质组成,它们形成一个复杂的结构,在这个结构中,rRNA发挥着对mRNA和tRNA的识别和定位的作用,使得氨基酸按照正确的顺序加入正在合成的蛋白质链中。

2. tRNA:tRNA是转运RNA的简称,它是连接氨基酸和mRNA的桥梁。

每种tRNA携带着一种特定的氨基酸,并且具有反向的互补配对能力。

在翻译过程中,tRNA根据mRNA的密码子选择性地结合到核糖体上,将正确的氨基酸加入即将形成的蛋白质链中。

3. 蛋白质折叠:蛋白质在合成过程中通常会经历折叠的过程,这是为了使蛋白质链在三维空间中形成特定的结构并具有功能。

第十三章蛋白质生物合成翻译

第十三章蛋白质生物合成翻译


个过程;每循环一次,肽链增加一个氨

基酸残基。
• 2.过程

进位

成肽

转位
a.进位:
氨基酰-tRNA进入A位。
需GTP,EF-Tu。 图
• b.成肽:
• P位氨基(肽) 酰-tRNA的AA (肽) 、转给A位氨基
• 酰-tRNA并在A位生成肽链,空tRNA留P位。
• rpl发挥转肽酶活性. 图
• (2)方向性
5’ 3’ ; ORF
• (3)连续性 密码子间连续阅读;不重叠、不间断
• (4)简并性 一种氨基酸有多个密码子
• (5)摆动性 密码子第三个碱基与反密码的第一

个碱基不严格的配对现象。


• (6)通用( 普遍)性
原核到人通用,人线粒体除外
二、核蛋白体
• 1.作 用:是蛋白质的合成场所。
met-tRNAemet met-tRNAemet
四、蛋白因子 (e.g 原核)
• 1.IF
• IF1 • IF2 • IF3 • 2.EF
促fmet-tRNA fmet与小亚基结合 促mRNA与小亚基结合,大、小亚基分离

EFTS

EFTU

EFG
• 3.RF
促AA-tRNA进入A位 (转位酶活性)促核蛋白体沿mRNA移动
met
图 13-6 真核生物的翻译起始复合物生成
fMet-tRNA AA-tRNA
P
A
H

O C R1 HN C H

R2

H2
NCH
OC
OC
O
O

蛋白质的生物合成-翻译

蛋白质的生物合成-翻译
通用性:大多数生物共同使用同一套密码 子, 但也会有所偏爱。
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。
完整版课件ppt
13
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。
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9
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。
为合成多肽链的“装配机 (操作台)” 。
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6
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。
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7
遗传密码(genetic code)
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。
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14
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。
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• 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。
蛋白质的生物合成(翻译)过程分

目录
4. 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。
蛋白质的生物合成(翻译)过程分

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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
蛋白质的生物合成(翻译)过程分

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第一步反应
氨基酸 +ATP-E —→ 氨基酰-AMP-E + AMP + PPi
The Process of Protein Biosynthesis
蛋白质的生物合成(翻译)过程分

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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)
rRNA
蛋白 质
原核生物
小亚基 大亚基
30S
50S
核蛋 白体
80S
16S- 5S-rRNA rRNA 23S-rRNA
rpS 21 种
rpL 36种
真核生物
小亚基 大亚基
40S
18SrRNA
rpS 33 种
60S 28S-rRNA 5S-rRNA
5.8SrRNA
rpL 49种
蛋白质的生物合成(翻译)过程分
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第二步反应
氨基酰-AMP-E +
tRNA

氨基酰-tRNA +
AMP + E
目录
tRNA与酶 结合的模型
tRNA
ATP
蛋白质的氨生物基合析成酰(翻-t译R)N过程A分合成酶
目录
氨基酰-tRNA合成酶对底物氨基酸和tRNA都有 高度特异性。
氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性(proofreading activity) 。
蛋白质的生物合成(翻译)过程分

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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,密码间既无间断• 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)。
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
蛋白质的生物合成(翻译)过程分

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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) 。

目录
第一节
蛋白质合成体系
Protein Biosynthesis System
蛋白质的生物合成(翻译)过程分

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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)
起始密码(initiation coden): AUG
终止密码(termination coden):
UAA,UAG,UGA
蛋白质的生物合成(翻译)过程分

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遗 传 密 码 表
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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)。
蛋白质的生物合成(翻译)过程分

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摆动配对
U
目录
密码子、反密码子配对的摆动现象
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
蛋白质的生物合成(翻译)过程分

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二、核蛋白体是多肽链合成的装置
目录
不同细胞核蛋白体的组成
核蛋 白体 S 70S
蛋白质的生物合成(翻译)过程分

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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、3、4 个或多至6个三联体为其编码。
目录
2. 简并性(degeneracy)
目录
3. 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。
蛋白质的生物合成
(翻译)过程分析
Protein Biosynthesis,Translation
蛋白质的生物合成(翻译)过程分

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 。
蛋白质的生物合成(翻译)过程分
氨基酰-tRNA的表示方法:
Ala-tRNAAla
Ser-tRNASer
Met-tRNAMet
蛋白质的生物合成(翻译)过程分

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(二)起始肽链合成的氨基酰-tRNA
真核生物: Met-tRNAiMet 原核生物: fMet-tRNAifMet
蛋白质的生物合成(翻译)过程分

目录
第二节
蛋白质生物合成过程

目录
核 蛋 白 体 的 组 成
目录
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)
目录
三、tRNA与氨基酸的活化
氨基酸臂
蛋白质的生物合成(翻译)过程分 析
反密码环
目录
tRNA的三级结构示意图
• 真核mRNA只编码一种蛋白质,为单顺反子 (single cistron) 。
蛋白质的生物合成(翻译)过程分

目录
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
目录
mRNA上存在遗传密码
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(triplet coden)。
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