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甲酰蛋氨酸(细菌)或蛋氨酸(高等动物) ；
➢ 终止密码：UAA、UAG或UGA（不编码氨基酸）； 13
第一位
（5ˊ）
U
U
C
A
G
遗传密码字典
第二位
C
A
第三位
G
（3ˊ）
U C A G
U C A G
U C A G
U C A 14 G
一个氨基酸序列为Met-Leu亮-Arg精-Asn天冬酰胺Ala丙-Val缬-Glu谷-Ser丝-Ile异亮-Phe苯丙-Thr苏的短 肽的核糖核苷酸序列？（起始终止密码子）
一个典型细菌细胞干重的35%物质参与蛋白质的合 成过程。
蛋白质合成速度非常惊人，大肠杆菌在37OC蛋白 质合成速度15个aa/s（45bp/s RNA,800bp/s DNA）。
蛋白质合成要消耗大量能量，约占全部生物合成反 应总耗能量的90%（由ATP、GTP提供）。
原核生物和真核生物的合成机制相似。 5
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。 以mRNA为模板的蛋白质合成过程为 翻译。
3
生命以蛋白质为基础，所有生物都含有 蛋白质。地球上的生物体含有1010-1011种 不同的蛋白质，各种生物都有其特殊的蛋 白质。
可能的序列：
起始密码？
5‘AUG UUA CGU AAU GCU GUC GAA UCU AUU UUU ACA
5‘AUG UUA CGU AAU GCU GUC GAA UCU AUU UUU ACA UAA 3’
原则： 在mRNA的序列中位于上游的潜在 的起始位点（如AUG）决定着阅读的框架
15
遗
传
DNA
信
息
流
动
mRNA
示
意
tRNA
核糖体
图
37OCmRNA转录速度45bp/s,蛋白质 15aa/s,转录和翻译 5000bp mRNA相当于 180KDa的蛋白质,整个过程需要2分钟.
原核生物:细菌 中mRNA转录翻 译降解同时进 行。
0分钟，转录开始； 0.5分钟，核糖体 开始翻译； 1.5分钟，5’端 mRNA开始降解； 2.0分钟，RNA聚 合酶在3’端终止; 3.0分钟，mRNA继 续降解，核糖体完 成翻译。
P21925
（2）遗传密码的特点
➢ 通用性：对所有生物都适用，部分生物的线粒体、叶绿体
密码子除外；
➢ 方向性：5ˊ端→3ˊ端；UAU、UAC酪氨酸、CAU组氨酸 ➢ 连续性：密码子与密码子之间是没有间隔的，阅读 密码子时从一个特定的起点一直读下去，中间不能留 空，碱基的插入或缺失可导致移码。 ➢ 不重叠性：密码是无标点符号的且相邻密码子互不 重叠；。 ➢ 起始密码：5ˊ端第一个AUG表示起动信号，并代表
第六节 蛋白质的生物合成
Βιβλιοθήκη Baidu
转录
RNA 复制
复制
DNA
逆转录 翻译
蛋白质
1
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
16
反密码子与密码子之间的碱基配对
反密码子第一位碱基 A C
G
密码子第三位碱基 U G
U C
6
真核生物
动物细胞中转录速度同细菌,45个核苷酸/秒,真 核生物很多基因很大,转录一个10000bp基因需 5分钟,mRNA半衰期4-24小时. 真核生物mRNA平均长度1500bp
1分钟内, 转录起始,5’端被修饰; 6分钟, 3’端被切割释放; 20分钟, 3’端加poly(A); 25分钟, mRNA被转运到细胞质; >4小时, 核糖体翻译mRNA
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。
2
翻译 translation
7
一、 蛋白质的生物合成体系
原料：20种氨基酸 模板：mRNA（信使核糖核酸） 场所：核蛋白体 氨基酸的“搬运工具”：tRNA 酶与蛋白质因子：启动、延长、终止因子 能量：ATP、GTP 无机离子
8
（原核生物）
9
1、模板——mRNA mRNA (messenger RNA)是蛋白质生物合成过程中
➢ 简并性(degenerate)：一个以上密码子体现一个氨
基酸遗传信息（Trp和Met除外，仅有1个密码子 ）。 其原因是由于密码子与反密码子之间存在不稳定配对 （摆动性或摇摆性）。
对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子(Synonymous codon)
密码的简并性可以减少有害突变 。
➢ 摇摆性（wobble）： mRNA密码子的第三个核苷 酸（3ˊ端） 与tRNA反密码子第一个核苷酸（5ˊ端） 配对时，有时不遵守严格的碱基配对原则，除A-U 、G-C外，还可有其它配对方式。 I（次黄嘌呤）是最常 见的摆动现象。
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
每个mRNA分子带有多于一条多肽链的遗传信息
10
11
（1）遗传密码（genetic code）
➢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。
一个高等生物的细胞内约有3000多种不 同的蛋白质，这些蛋白质分别担负着不同 的生物功能。
一个正常生长的细胞内，时刻都在进行 着蛋白质的生物合成。新的蛋白质分子不 断地合成出来，旧的蛋白质分子不断地被 更新。
4
蛋白质合成非常复杂，真核生物细胞合成蛋白质需 要70多种核糖体蛋白质，20多种活化氨基酸的酶， 10多种辅助酶和其他蛋白质因子参加，同时还要100 多种附加的酶类、40多种tRNA、 r RNA ，总计有 300多种不同的大分子参与多肽的合成。
➢ 终止密码：UAA、UAG或UGA（不编码氨基酸）； 13
第一位
（5ˊ）
U
U
C
A
G
遗传密码字典
第二位
C
A
第三位
G
（3ˊ）
U C A G
U C A G
U C A G
U C A 14 G
一个氨基酸序列为Met-Leu亮-Arg精-Asn天冬酰胺Ala丙-Val缬-Glu谷-Ser丝-Ile异亮-Phe苯丙-Thr苏的短 肽的核糖核苷酸序列？（起始终止密码子）
一个典型细菌细胞干重的35%物质参与蛋白质的合 成过程。
蛋白质合成速度非常惊人，大肠杆菌在37OC蛋白 质合成速度15个aa/s（45bp/s RNA,800bp/s DNA）。
蛋白质合成要消耗大量能量，约占全部生物合成反 应总耗能量的90%（由ATP、GTP提供）。
原核生物和真核生物的合成机制相似。 5
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。 以mRNA为模板的蛋白质合成过程为 翻译。
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生命以蛋白质为基础，所有生物都含有 蛋白质。地球上的生物体含有1010-1011种 不同的蛋白质，各种生物都有其特殊的蛋 白质。
可能的序列：
起始密码？
5‘AUG UUA CGU AAU GCU GUC GAA UCU AUU UUU ACA
5‘AUG UUA CGU AAU GCU GUC GAA UCU AUU UUU ACA UAA 3’
原则： 在mRNA的序列中位于上游的潜在 的起始位点（如AUG）决定着阅读的框架
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遗
传
DNA
信
息
流
动
mRNA
示
意
tRNA
核糖体
图
37OCmRNA转录速度45bp/s,蛋白质 15aa/s,转录和翻译 5000bp mRNA相当于 180KDa的蛋白质,整个过程需要2分钟.
原核生物:细菌 中mRNA转录翻 译降解同时进 行。
0分钟，转录开始； 0.5分钟，核糖体 开始翻译； 1.5分钟，5’端 mRNA开始降解； 2.0分钟，RNA聚 合酶在3’端终止; 3.0分钟，mRNA继 续降解，核糖体完 成翻译。
P21925
（2）遗传密码的特点
➢ 通用性：对所有生物都适用，部分生物的线粒体、叶绿体
密码子除外；
➢ 方向性：5ˊ端→3ˊ端；UAU、UAC酪氨酸、CAU组氨酸 ➢ 连续性：密码子与密码子之间是没有间隔的，阅读 密码子时从一个特定的起点一直读下去，中间不能留 空，碱基的插入或缺失可导致移码。 ➢ 不重叠性：密码是无标点符号的且相邻密码子互不 重叠；。 ➢ 起始密码：5ˊ端第一个AUG表示起动信号，并代表
第六节 蛋白质的生物合成
Βιβλιοθήκη Baidu
转录
RNA 复制
复制
DNA
逆转录 翻译
蛋白质
1
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
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反密码子与密码子之间的碱基配对
反密码子第一位碱基 A C
G
密码子第三位碱基 U G
U C
6
真核生物
动物细胞中转录速度同细菌,45个核苷酸/秒,真 核生物很多基因很大,转录一个10000bp基因需 5分钟,mRNA半衰期4-24小时. 真核生物mRNA平均长度1500bp
1分钟内, 转录起始,5’端被修饰; 6分钟, 3’端被切割释放; 20分钟, 3’端加poly(A); 25分钟, mRNA被转运到细胞质; >4小时, 核糖体翻译mRNA
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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翻译 translation
7
一、 蛋白质的生物合成体系
原料：20种氨基酸 模板：mRNA（信使核糖核酸） 场所：核蛋白体 氨基酸的“搬运工具”：tRNA 酶与蛋白质因子：启动、延长、终止因子 能量：ATP、GTP 无机离子
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（原核生物）
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1、模板——mRNA mRNA (messenger RNA)是蛋白质生物合成过程中
➢ 简并性(degenerate)：一个以上密码子体现一个氨
基酸遗传信息（Trp和Met除外，仅有1个密码子 ）。 其原因是由于密码子与反密码子之间存在不稳定配对 （摆动性或摇摆性）。
对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子(Synonymous codon)
密码的简并性可以减少有害突变 。
➢ 摇摆性（wobble）： mRNA密码子的第三个核苷 酸（3ˊ端） 与tRNA反密码子第一个核苷酸（5ˊ端） 配对时，有时不遵守严格的碱基配对原则，除A-U 、G-C外，还可有其它配对方式。 I（次黄嘌呤）是最常 见的摆动现象。
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
每个mRNA分子带有多于一条多肽链的遗传信息
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11
（1）遗传密码（genetic code）
➢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。
一个高等生物的细胞内约有3000多种不 同的蛋白质，这些蛋白质分别担负着不同 的生物功能。
一个正常生长的细胞内，时刻都在进行 着蛋白质的生物合成。新的蛋白质分子不 断地合成出来，旧的蛋白质分子不断地被 更新。
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蛋白质合成非常复杂，真核生物细胞合成蛋白质需 要70多种核糖体蛋白质，20多种活化氨基酸的酶， 10多种辅助酶和其他蛋白质因子参加，同时还要100 多种附加的酶类、40多种tRNA、 r RNA ，总计有 300多种不同的大分子参与多肽的合成。