蛋白质生物合成资料
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硝酸纤维滤膜过滤
分析留在滤膜上的核糖体-AAtRNA
确定与核糖体结合的AA
遗传密码的破译，即确定代表每种氨基酸的具体密码。
●至1966年，20种氨基酸对应的61个密码子和三 个终止密码子全部被查清。
（三）遗传密码的性质
1、简并性与兼职
由一种以上密码子编码同一个氨基酸的现象称为 简并（degeneracy），对应于同一氨基酸的密码 子称为同义密码子（synonymous codon）。
数学的计算：
核甘酸序列
氨基酸序列
mRNA 5′ AUFra Baidu bibliotekGACCUGAGC
3′
4
20 (×)
mRNA 5′ AUCGACCUGAGC
3′
42=16
20 (×)
mRNA 5′ AUCGACCUGAGC
3′
43=64
20 (√)
缺失或插入核苷酸引起三联体密码的改变
CAT CAT CAT CAT CAT CAT
以特定的共聚物为模板指导多肽的合成
（1）以多聚二核苷酸作模板可合成由2个氨基 酸组成的多肽 ,如以Poly UG 为模板，合成产物 为Poly Lys-Val。
（2）以多聚三核苷酸作为模板，可得三种氨 基酸组成的多肽。
核糖体结合技术
技术要点：以人工合成的三核苷酸为模板+核糖体+AA-tRNA 保温
（三）遗传密码的性质
3、 连续性
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。
•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)。
4、方向性 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)。
线粒体与核DNA密码子使用情况的比较
生物
所有 酵母 果蝇
密码 子 UGA CUA AGA
哺乳类 AGA/G
哺乳类 AUA
线粒体DNA编 码的氨基酸
色氨酸 苏氨酸 丝氨酸
终止子
甲硫氨酸
核DNA编码的 氨基酸 终止子 亮氨酸 精氨酸
精氨酸
异亮氨酸
在一个支原体中，UGA编码色氨酸；但在某些特殊物种中，如纤毛纲中的四 膜虫属及草履虫属，UAA和UAG编码谷氨酰胺。
（三）遗传密码的性质
2、普遍性与特殊性
• 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。
人线粒体中变异的密码子
密码子 UGA AUA AGA AGG
正常情况下编码 终止信号 Ile Arg Arg
线粒体DNA编码 Trp Met
终止信号 终止信号
第15章 蛋白质生物合成
翻译：指将mRNA链上的核甘酸从一个特定的起始位 点开始，按每三个核甘酸代表一个氨基酸的原则， 依次合成一条多肽链的过程。
蛋白质合成的场所是 核糖体 蛋白质合成的模板是 mRNA 模板与氨基酸之间的接合体是 tRNA 蛋白质合成的原料是 20种氨基酸
mRNA
(messenger RNA)是蛋白质生物合成过程 中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
遗传密码
• 定义：遗传密码(Genetic code)是联系核酸的碱基序列和蛋白质的 氨基酸序列的方式。由三个碱基代表一种氨基酸，称为密码子 (Codon)。
• 遗传密码的发现： • 性质： • 简并 • 不同位置的碱基特异性 • 通用与例外 • 阅读方向 • 不重叠 • 无逗点
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.
减少了变异对生物的影响
编码某一氨基酸的密码子越多，该氨基酸在蛋白质 中出现的频率就越高。Arg例外
The number of codons for each amino acid does not correlate closely with its frequency of use in proteins.
5、碱基特异性
一共有8个密码子家族，每个家 族的4个密码子的前2个碱基是 相同的，而且4个密码子具有相 同的意义，所以它们的第3个碱 基在识别氨基酸过程中不起作 用。一共有7个密码子对，只要 在第3个位置上出现的是嘧啶碱 基，它们将表达相同的意义。 一共有5个密码子对，只要在第 3个位置出现的是嘌呤碱基，它 们所编码的那个氨基酸将不会 改变
(二)三联体密码的破译
•1954年Gamov确认核酸分子中三个碱基决定一 个氨基酸
• 1961年Crick 等用遗传学方法也证实三联体密码 子学说是正确的
• Nirenberg以均聚物共聚物为模板指导多肽的合 成,寻找到了破译遗传密码的途径
• Khorana以共聚物指导多肽的合成，加快了破译 遗传密码的步伐
一、遗传密码——三联子
（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’
-1 -1,+1
CAT CAC ATC ATC ATC ATC CAT CAC AXT CAT CAT CAT
+3 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
分析留在滤膜上的核糖体-AAtRNA
确定与核糖体结合的AA
遗传密码的破译，即确定代表每种氨基酸的具体密码。
●至1966年，20种氨基酸对应的61个密码子和三 个终止密码子全部被查清。
（三）遗传密码的性质
1、简并性与兼职
由一种以上密码子编码同一个氨基酸的现象称为 简并（degeneracy），对应于同一氨基酸的密码 子称为同义密码子（synonymous codon）。
数学的计算：
核甘酸序列
氨基酸序列
mRNA 5′ AUFra Baidu bibliotekGACCUGAGC
3′
4
20 (×)
mRNA 5′ AUCGACCUGAGC
3′
42=16
20 (×)
mRNA 5′ AUCGACCUGAGC
3′
43=64
20 (√)
缺失或插入核苷酸引起三联体密码的改变
CAT CAT CAT CAT CAT CAT
以特定的共聚物为模板指导多肽的合成
（1）以多聚二核苷酸作模板可合成由2个氨基 酸组成的多肽 ,如以Poly UG 为模板，合成产物 为Poly Lys-Val。
（2）以多聚三核苷酸作为模板，可得三种氨 基酸组成的多肽。
核糖体结合技术
技术要点：以人工合成的三核苷酸为模板+核糖体+AA-tRNA 保温
（三）遗传密码的性质
3、 连续性
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。
•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)。
4、方向性 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)。
线粒体与核DNA密码子使用情况的比较
生物
所有 酵母 果蝇
密码 子 UGA CUA AGA
哺乳类 AGA/G
哺乳类 AUA
线粒体DNA编 码的氨基酸
色氨酸 苏氨酸 丝氨酸
终止子
甲硫氨酸
核DNA编码的 氨基酸 终止子 亮氨酸 精氨酸
精氨酸
异亮氨酸
在一个支原体中，UGA编码色氨酸；但在某些特殊物种中，如纤毛纲中的四 膜虫属及草履虫属，UAA和UAG编码谷氨酰胺。
（三）遗传密码的性质
2、普遍性与特殊性
• 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。
人线粒体中变异的密码子
密码子 UGA AUA AGA AGG
正常情况下编码 终止信号 Ile Arg Arg
线粒体DNA编码 Trp Met
终止信号 终止信号
第15章 蛋白质生物合成
翻译：指将mRNA链上的核甘酸从一个特定的起始位 点开始，按每三个核甘酸代表一个氨基酸的原则， 依次合成一条多肽链的过程。
蛋白质合成的场所是 核糖体 蛋白质合成的模板是 mRNA 模板与氨基酸之间的接合体是 tRNA 蛋白质合成的原料是 20种氨基酸
mRNA
(messenger RNA)是蛋白质生物合成过程 中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
遗传密码
• 定义：遗传密码(Genetic code)是联系核酸的碱基序列和蛋白质的 氨基酸序列的方式。由三个碱基代表一种氨基酸，称为密码子 (Codon)。
• 遗传密码的发现： • 性质： • 简并 • 不同位置的碱基特异性 • 通用与例外 • 阅读方向 • 不重叠 • 无逗点
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.
减少了变异对生物的影响
编码某一氨基酸的密码子越多，该氨基酸在蛋白质 中出现的频率就越高。Arg例外
The number of codons for each amino acid does not correlate closely with its frequency of use in proteins.
5、碱基特异性
一共有8个密码子家族，每个家 族的4个密码子的前2个碱基是 相同的，而且4个密码子具有相 同的意义，所以它们的第3个碱 基在识别氨基酸过程中不起作 用。一共有7个密码子对，只要 在第3个位置上出现的是嘧啶碱 基，它们将表达相同的意义。 一共有5个密码子对，只要在第 3个位置出现的是嘌呤碱基，它 们所编码的那个氨基酸将不会 改变
(二)三联体密码的破译
•1954年Gamov确认核酸分子中三个碱基决定一 个氨基酸
• 1961年Crick 等用遗传学方法也证实三联体密码 子学说是正确的
• Nirenberg以均聚物共聚物为模板指导多肽的合 成,寻找到了破译遗传密码的途径
• Khorana以共聚物指导多肽的合成，加快了破译 遗传密码的步伐
一、遗传密码——三联子
（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’
-1 -1,+1
CAT CAC ATC ATC ATC ATC CAT CAC AXT CAT CAT CAT
+3 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