蛋白质的生物合成PPT课件
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蛋白质的生物合成ppt课件
mRNA
密码子
t R N A 反 密 码 碱 基I
U
C
m R N A 密 码 碱 基 A ， C ， U A ， G C ， G ， U
通用性
除了动物细胞中的线粒体和植物细胞中的叶绿体外， 从最简单的病毒、原核生物到人类都使用一套遗传密 码。
二、核糖体是肽链合成的场所
• 氨基酸首先在 核糖体内合成 蛋白质，再输 送至细胞其它 组分中。
三、肽链合成的终止
肽链合成终止包括： • 终止密码的辨认 • 肽链从肽-tRNA上水解 • mRNA从核糖体中分离 • 核糖体大小亚基的拆分
三、肽链合成的终止
• 释放因子RF： 终止过程中的蛋白质因子 辨认终止密码 促进肽链C端与tRNA 3’-OH酯键的水解， 使肽链从翻译中的核糖体上释放下来。
GCA CAG
密码之间没有 核苷酸间断
AGU
GUA
………….
• 除了色 氨酸和 蛋氨酸 外，其 余氨基 酸均有2 -6个三 联体为 其编码。
简并性
*
摆动性
• 密码与反密码配对辨认 时，有时并不完全按照 碱基互补规律。尤其是 密码的第三碱基对反密 码的第一位碱基，更常 出现这种摆动现象。
C－G－I 反密码子 G－C－C 密码子
氯霉素
• 能与原核生物的核糖体大亚基结合，抑 制转肽酶活性而阻断翻译的延长过程。
链霉素和卡那霉素
• 能与原核生物核糖体小亚基结合，改变 其构象，引起读码错误，使毒素类的细 菌蛋白失活。
• 结核杆菌敏感
嘌呤霉素
• 结构与酪氨酸-tRNA相似，从而取代一些 氨基酰-tRNA进入翻译进入翻译中的核糖 体的A位。
• 抗生素一般是细菌或真菌所产生的具有 抑制其它生物生长的物质。
高中生物竞赛蛋白质的生物合成课件
b. 具有转肽酶活性
将给(P)位上的肽酰基转移给受(P)位上的 氨基酰tRNA，形成肽键。具有GTPase活性， 水解GTP，获得能量。具有起始因子、延长 因子及释放因子的结合部位。
四、起始因子
这是一些与多肽链合成起动有关的 蛋白因子。原核生物中存在3种起动因子， 分别称为IF1-3。在真核生物中存在9种 起动因子（eIF）。其作用主要是促进核 蛋白体小亚基与起动tRNA及模板mRNA结 合。
Most identity elements are in the acceptor stem & anticodon loop.
anticodon loop
Aminoacyl-tRNA Synthetases arose
early in evolution. The earliest
aaRSs probably recognized tRNAs
Some amino acids are specified by 2 or more codons.
Synonyms (multiple codons for the same amino acid) in most cases differ only in the 3rd base. Similar codons tend to code for similar amino acids.
GCG Ala GAG Glu
G UGU Cys UGC Cys UGA Stop UGG Trp CGU Arg CGC Arg CGA Arg CGG Arg AGU Ser AGC Ser AGA Arg AGG Arg GGU Gly GGC Gly GGA Gly GGG Gly
3rd base
CCC Pro CAC His
将给(P)位上的肽酰基转移给受(P)位上的 氨基酰tRNA，形成肽键。具有GTPase活性， 水解GTP，获得能量。具有起始因子、延长 因子及释放因子的结合部位。
四、起始因子
这是一些与多肽链合成起动有关的 蛋白因子。原核生物中存在3种起动因子， 分别称为IF1-3。在真核生物中存在9种 起动因子（eIF）。其作用主要是促进核 蛋白体小亚基与起动tRNA及模板mRNA结 合。
Most identity elements are in the acceptor stem & anticodon loop.
anticodon loop
Aminoacyl-tRNA Synthetases arose
early in evolution. The earliest
aaRSs probably recognized tRNAs
Some amino acids are specified by 2 or more codons.
Synonyms (multiple codons for the same amino acid) in most cases differ only in the 3rd base. Similar codons tend to code for similar amino acids.
GCG Ala GAG Glu
G UGU Cys UGC Cys UGA Stop UGG Trp CGU Arg CGC Arg CGA Arg CGG Arg AGU Ser AGC Ser AGA Arg AGG Arg GGU Gly GGC Gly GGA Gly GGG Gly
3rd base
CCC Pro CAC His
第十一章蛋白质的生物合成ppt课件
一、翻译模板mRNA及遗传密码
（一） 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) 。
翻译的延长(elongation)
翻译的终止(termination )
一、原核生物的翻译过程
（一） 起始阶段
1.核蛋白体大小 30S 亚基分离； 50S
2.mRNA与小亚
IF-3
IF-1
30S + 50S
解聚
mRNA
基结合； 3.起始氨基酰-
IF-2，GTP
AUG
tRNA与小亚基
fMet
fMet
溶酶体蛋白 Man-6-P（甘露糖-6-磷酸）
分泌蛋白的靶向输送
真核细胞分泌蛋白等前体合成后靶向输送过 程首先要进入内质网。
信号肽(signal peptide)－－
各种新生分泌蛋白的N端有保守的氨基酸序 列称信号肽。
信号肽的一级结构
信号肽引导真核分泌蛋白进入内质网
EF-Ts 调节亚基
EF-1-βγ
有转位酶活性，促进mRNA-肽 EFG 酰-tRNA由A位前移到P位，促
进卸载tRNA释放
EF-2
1.进位
又称注册(registration)
指根据mRNA下 一组遗传密码指导， 使相应氨基酰-tRNA 进入核蛋白体A位。
Tu TGsTP
Tu GDP
Ts GTP
遗 传 密 码 表
目录
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)。
动物生物化学课件：蛋白质的生物合成
第十二章
蛋白质的生物合成
将mRNA分子中 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 酸的排列顺序过程，称为蛋白质的生物 合成或翻译。
参与蛋白质生物合成的物质 蛋白质生物合成的过程
第一节 参与蛋白质生物合成的物质
参与蛋白质合成的物质
• 原料：20种氨基酸 • 模板：mRNA • 运载体：tRNA • 场所：核蛋白体（rRNA与蛋白质构成） • 蛋白质因子：
生物功能
占据A位防止结合其他tRNA 促进起始tRNA与小亚基结合 促进大、小亚基分离，提高P位对结合起始tRNA的 敏感性 促进起始tRNA与小亚基结合 最先结合小亚基促进大、小亚基分离 eIF-4F复合物成分，有解螺旋酶活性，促进mRNA 结合小亚基 结合mRNA，促进mRNA扫描定位起始tRNA eIF-4F复合物成分，结合mRNA5`-帽子 eIF-4F复合物成分，结合eIF-4E和PAB
➢ tRNA凭借自身的反密码子与mRNA链上的密码 子相识别，按照mRNA链上的密码子所决定的氨 基酸顺序将所带氨基酸转运到核糖体的特定部位。
一种氨基酸可以有一种以上tRNA作为 运载工具。通常把携带相同氨基酸而反密 码子不同的一组tRNA称为同功tRNA.
氨基酰tRNA----氨基酸的活化形式。 表示为： tRNAPhe
对应同一种氨基酸的不同密码子，称 为同义密码子。同义密码子使用频率不同.
在蛋白质中出现频率越多的氨基酸， 其密码子的数量越多。
4.密码子使用频率不同
• 在蛋白质合成时，对简并密码子的使用频率是 不同的。
• 如UUU和UUC都为苯丙氨酸编码，但在高表 达的蛋白质中使用UUC的频率明显高于UUU。
5. 密码子与反密码子配对的不严格性
蛋白质的生物合成
将mRNA分子中 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 酸的排列顺序过程，称为蛋白质的生物 合成或翻译。
参与蛋白质生物合成的物质 蛋白质生物合成的过程
第一节 参与蛋白质生物合成的物质
参与蛋白质合成的物质
• 原料：20种氨基酸 • 模板：mRNA • 运载体：tRNA • 场所：核蛋白体（rRNA与蛋白质构成） • 蛋白质因子：
生物功能
占据A位防止结合其他tRNA 促进起始tRNA与小亚基结合 促进大、小亚基分离，提高P位对结合起始tRNA的 敏感性 促进起始tRNA与小亚基结合 最先结合小亚基促进大、小亚基分离 eIF-4F复合物成分，有解螺旋酶活性，促进mRNA 结合小亚基 结合mRNA，促进mRNA扫描定位起始tRNA eIF-4F复合物成分，结合mRNA5`-帽子 eIF-4F复合物成分，结合eIF-4E和PAB
➢ tRNA凭借自身的反密码子与mRNA链上的密码 子相识别，按照mRNA链上的密码子所决定的氨 基酸顺序将所带氨基酸转运到核糖体的特定部位。
一种氨基酸可以有一种以上tRNA作为 运载工具。通常把携带相同氨基酸而反密 码子不同的一组tRNA称为同功tRNA.
氨基酰tRNA----氨基酸的活化形式。 表示为： tRNAPhe
对应同一种氨基酸的不同密码子，称 为同义密码子。同义密码子使用频率不同.
在蛋白质中出现频率越多的氨基酸， 其密码子的数量越多。
4.密码子使用频率不同
• 在蛋白质合成时，对简并密码子的使用频率是 不同的。
• 如UUU和UUC都为苯丙氨酸编码，但在高表 达的蛋白质中使用UUC的频率明显高于UUU。
5. 密码子与反密码子配对的不严格性
第八章核酸代谢和蛋白质的生物合成ppt课件
NH2 N
54
N 3
612
NH
H3C
O
NH
NH
O
Uracil尿嘧啶
O
NH
NH
O
Cytosine 胞嘧啶
NH O
Thymine 胸腺嘧啶
2. 核苷酸（ribonucleotide）的形成
核苷 (脱氧核苷) 和磷酸以磷酸酯键 连接形成核苷酸(脱氧核苷酸)
NNHH22
NN O
核苷酸：
HO PHOO CCHH22 OO NN OO OH
复制的方式 DNA的半保留复制
(一)DNA的半保留复 制
1.定义：
以亲代DNA双链为模板以碱基互补方式合成子 代DNA，这样新形成的子代DNA中，一条链来 自亲代DNA，而另一条链则是新合成的，这种 复制方式叫半保留复制。
❖ 原料：DNA复制的原料是四种dNTP(包括 dATP、dGTP、dCTP、dTTP)
二磷酸核苷激酶
ATP
ADP
UTP
CTP合成酶
谷氨酰胺 ATP
谷氨酸 ADP+Pi
脱氧核糖核苷酸的生成
在核苷二磷酸水平上进行 （N代表A、G、U、C等碱基）
dNDP + ATP 激酶 dNTP
+ ADP
（三）DNA的生物合成——复制
❖ 基因 ❖ 概念：是指DNA分子上携带着遗传信息的碱
基序列片段，是遗传的功能单位。 ❖ 特征：1、携带遗传信息
•合成部位
肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官，其 次是小肠和胸腺，而脑、骨髓则无法进行此合 成途径。
•嘌呤碱合成的元素来源
CO2
甘氨酸
天冬氨酸
甲酰基 （一碳单位）
蛋白质生物合成PPT课件演示教学.ppt
缬 脯 苏 天冬
缬 丙 酪 甘
缬 丙 丝 精
3. 简并性(degeneracy)
1. 核糖体大小亚基分离； 2. 核糖体小亚基结合于mRNA的起始密码子附近； 3. fMet-tRNAfMet结合在核糖体P位 ； 4. 核糖体大亚基结合形成起始复合物。
一、翻译起始复合物的装配启动肽链合成
（a）起始复合物的装配过程；（b）rRNA识别mRNA的核糖体结合位点，保证翻译起始在起始密码子处
密码子（codon）
起始密码子和终止密码子：
遗传密码表
遗传密码的特点
1. 方向性(directional)
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。
N
C
肽链延伸方向
5
3
读码方向
2. 连续性(non-punctuated)
23S-rRNA 5S-rRNA
18S-rRNA
28S-rRNA 5.8S-rRNA 5S-rRNA
蛋白质
rpS 21种
rpL 36种
rpS 33种
rpL 49种
不同细胞核蛋白体的组成
核蛋白体的组成
核糖体在翻译中的功能部位
四、肽链生物合成需要酶类和 蛋白质因子
氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyltRNA synthetase)，催化氨基酸的活化； 转肽酶(peptidase)，催化核蛋白体P位上的肽酰基转移至A位氨基酰-tRNA的氨基上，使酰基与氨基结合形成肽键;并受释放因子的作用后发生变构，表现出酯酶的水解活性，使P位上的肽链与tRNA分离； 转位酶(translocase)，催化核蛋白体向mRNA3’-端移动一个密码子的距离，使下一个密码子定位于A位。
缬 丙 酪 甘
缬 丙 丝 精
3. 简并性(degeneracy)
1. 核糖体大小亚基分离； 2. 核糖体小亚基结合于mRNA的起始密码子附近； 3. fMet-tRNAfMet结合在核糖体P位 ； 4. 核糖体大亚基结合形成起始复合物。
一、翻译起始复合物的装配启动肽链合成
（a）起始复合物的装配过程；（b）rRNA识别mRNA的核糖体结合位点，保证翻译起始在起始密码子处
密码子（codon）
起始密码子和终止密码子：
遗传密码表
遗传密码的特点
1. 方向性(directional)
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。
N
C
肽链延伸方向
5
3
读码方向
2. 连续性(non-punctuated)
23S-rRNA 5S-rRNA
18S-rRNA
28S-rRNA 5.8S-rRNA 5S-rRNA
蛋白质
rpS 21种
rpL 36种
rpS 33种
rpL 49种
不同细胞核蛋白体的组成
核蛋白体的组成
核糖体在翻译中的功能部位
四、肽链生物合成需要酶类和 蛋白质因子
氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyltRNA synthetase)，催化氨基酸的活化； 转肽酶(peptidase)，催化核蛋白体P位上的肽酰基转移至A位氨基酰-tRNA的氨基上，使酰基与氨基结合形成肽键;并受释放因子的作用后发生变构，表现出酯酶的水解活性，使P位上的肽链与tRNA分离； 转位酶(translocase)，催化核蛋白体向mRNA3’-端移动一个密码子的距离，使下一个密码子定位于A位。
人教版高中生物必修二第4章第1节基因指导蛋白质的合成-课件(共23张PPT)
个tRNA才能把所需要的氨基酸
转运到核糖体上，这些氨基酸的种类依次是
半胱氨酸-亮氨酸-谷氨酸
。
反馈检测
2.在遗传信息的翻译过程中，翻译者是( C )
A．基因
B．信使RNA
C．转运RNA
D．遗传密码
3．遗传密码子位于（ B ）
A．DNA上
B．信使RNA上
C．转运RNA上 D．核糖体RNA上
4．一个转运RNA一端的三个碱基是CGA，这个RNA转
荧光 蛋白
反馈检测
1.如果DNA分子一条链的碱基排列顺序是 ……ACGGATCTT……
（1）与它互补的另一条DNA链的碱基顺序是
……TGCCTAGAA……
；
（2） 如果以这条DNA链为模板，转录出的mRNA碱基
序列应该是 ……UGCCUAGAA…… ；
（3）在这段mRNA中包含了
3
个密码子
，需要 3
16.mRNA 17.密码子 18.61
19.精氨酸 20.UGU,UGC
21.精氨酸 22.半胱氨酸 Nhomakorabea表4-1 20种氨基酸的密码子表(附教材P65)
合作探究二 模拟遗传信息的翻译
合作探究二 模拟遗传信息的翻译
活动要求：用你手中的物理模型模拟翻译 过程，以荧光蛋白基因转录所得的mRNA为 模板链，模拟翻译形成荧光蛋白过程。并 将mRNA链黏贴在mRNA序列处，同时将所得 的多肽链，氨基酸序列填写在空白横线处 。（密码子表见书P65-表4-1）
复习旧知：转录
细胞核 4种核糖核苷酸 DNA的一条链 DNA － mRNA A—U、C—G、T—A、G—C
RNA
合作探究一 模拟遗传信息的转录
活动要求：模拟荧光蛋白基因转录形成mRNA的过程，将荧光蛋白基因的L2链 作为转录的模板链，将转录所得的mRNA序列填写在空白纸条处。
蛋白质的生物合成课件.ppt
如何转变?
密码子:mRNA分子中,每三个相邻的核苷酸组
成的三联体代表某一种氨基酸或其它信息,称为 密码子或三联密码.一个氨基酸密码子决定着一 个氨基酸。
遗传密码:mRNA中的核苷酸排列序列与蛋白
质中的氨基酸排列序列的关系。生物的遗传密码
是通用的。
四种核苷酸编成三联体可形成 43个即64个密码子.其中： 1.一个起始密码:AUG
小亚基:沿mRNA结合,沿5’ 3’ 方向移动.
大亚基:受位(A位): 结合氨基酰- tRNA
给位(P位):成肽
给位 (P位)
蛋 苏
大亚基
UGU
5’AUG ACA GUU
受位 (A位)
小亚基
3’
蛋白质生物合成过程
1、准备阶段： 氨基酸的活化与转运。
2、中心环节： 核蛋白体循环-活化氨基酸 在核蛋白体上的缩合组装。
氨基酸的活化与转运
1、反应式：
氨基酰-tRNA合成酶
AA + tRNA + ATP
氨基酰-tRNA+AMP+PPi 2、AA结合位置：
AA的α-羧基与tRNA活末端腺苷酸中 核糖2 ’或3’羟基以酯键相结合。
tRNA-CCA-OH（R-3’-OH）
核蛋白体循环（三阶段）
(1)、起始阶段 (2)、延伸阶段 (3)、终止阶段
基因操纵子调节系统示意图
调节基因 转录
操纵子
控制区
信息区
启动基因 操纵基因 RNA聚合酶
结构基因
DNA
（-）
（+） 转录
翻译
mRNA
阻遏蛋白
诱导剂
翻译 蛋白质
血红素对起始因子-2的调节作用
血红素
密码子:mRNA分子中,每三个相邻的核苷酸组
成的三联体代表某一种氨基酸或其它信息,称为 密码子或三联密码.一个氨基酸密码子决定着一 个氨基酸。
遗传密码:mRNA中的核苷酸排列序列与蛋白
质中的氨基酸排列序列的关系。生物的遗传密码
是通用的。
四种核苷酸编成三联体可形成 43个即64个密码子.其中： 1.一个起始密码:AUG
小亚基:沿mRNA结合,沿5’ 3’ 方向移动.
大亚基:受位(A位): 结合氨基酰- tRNA
给位(P位):成肽
给位 (P位)
蛋 苏
大亚基
UGU
5’AUG ACA GUU
受位 (A位)
小亚基
3’
蛋白质生物合成过程
1、准备阶段： 氨基酸的活化与转运。
2、中心环节： 核蛋白体循环-活化氨基酸 在核蛋白体上的缩合组装。
氨基酸的活化与转运
1、反应式：
氨基酰-tRNA合成酶
AA + tRNA + ATP
氨基酰-tRNA+AMP+PPi 2、AA结合位置：
AA的α-羧基与tRNA活末端腺苷酸中 核糖2 ’或3’羟基以酯键相结合。
tRNA-CCA-OH（R-3’-OH）
核蛋白体循环（三阶段）
(1)、起始阶段 (2)、延伸阶段 (3)、终止阶段
基因操纵子调节系统示意图
调节基因 转录
操纵子
控制区
信息区
启动基因 操纵基因 RNA聚合酶
结构基因
DNA
（-）
（+） 转录
翻译
mRNA
阻遏蛋白
诱导剂
翻译 蛋白质
血红素对起始因子-2的调节作用
血红素
蛋白质合成PPTPPT课件
蛋白质合成的细胞定位
总结词
蛋白质合成主要发生在细胞内的核糖体上，核糖体是 细胞内蛋白质合成的场所。
详细描述
核糖体是细胞内一种由RNA和蛋白质组成的颗粒状结 构，主要存在于细胞质中。核糖体在蛋白质合成过程中 起着至关重要的作用，它能够读取mRNA上的遗传信 息，将一个个氨基酸按照特定的顺序连接起来形成多肽 链。同时，核糖体还具有催化肽键形成的酶活性，促进 蛋白质合成的进行。除了核糖体外，细胞内还有其他一 些细胞器也参与了蛋白质的合成过程，如内质网、高尔 基体等。这些细胞器在蛋白质的修饰、加工和运输等方 面起着重要作用。
蛋白质合成PPT课件
目录
• 蛋白质合成简介 • 蛋白质合成的过程 • 蛋白质合成的调控 • 蛋白质合成与疾病的关系 • 研究展望
01
蛋白质合成简介
蛋白质合成的基本概念
总结词
蛋白质合成是指细胞内利用已有的小分子物质作为原料，通过一系列酶促反应将氨基酸 按照特定的顺序连接起来形成多肽链，进而形成具有特定结构和功能的蛋白质的过程。
翻译后加工与修饰
总结词
翻译后加工与修饰是蛋白质合成的重要环节，涉及多 种酶促反应和化学修饰。
详细描述
翻译后加工与修饰是蛋白质合成的最后阶段，涉及到 多种酶促反应和化学修饰。这些加工和修饰包括剪切 、磷酸化、糖基化、乙酰化等，有助于完善蛋白质的 结构和功能。这些加工和修饰过程通常在特定的细胞 器或细胞部位进行，需要特定的酶和化学环境的支持 。通过翻译后加工与修饰，蛋白质的结构和性质得以 最终确定，从而发挥其在细胞生命活动中的重要功能 。
04
蛋白质合成与疾病的关系
蛋白质合成异常与疾病的发生
癌症
蛋白质合成异常可能导 致细胞增殖失控，引发
蛋白质合成PPT课件
.
12
6.1.2 核糖体—蛋白质制造厂
1.核糖体结构及种类 • 由大小二亚基组成 • 给位（P位，肽位）： 起始时， tRNAimet结合于核糖体的肽位
延长成肽后，肽链转到此位。 • 受位（A位，氨基酰位）： 延长成肽时，氨基酰tRNA就加入此位。
.
13
核糖体种类(胞质中)
• 游离的核糖体---合成细胞固有蛋白 • 与粗面内质网结合的核糖体---合成带有信
位
• 30S小亚基与mRNA识
别、结合
• IF1、IF3协助
• fmet-tRNAfmet -IF2-
3.fmet-tRNAfmet的结 合
GTP 通过其反密码与 mRNA上的起始密码
AUG相配对
.
31
SD序列(shine-Dalgarno序列):---原核生物 1.位于起始密码上游25个核苷酸， 2.序列富含嘌呤(如AGGA /GAGG）的一段序 列。 3.能和原核生物16s rRNA相应的富含嘧啶序 列
号肽的分泌性蛋白质
.
14
2． 核糖体的装配
.
15
.
16
• 多核糖体 • 一条mRNA链上同时具有许多个核糖 体
（每隔80核苷酸有一个核糖体）
• 一条mRNA可同时合成多条多肽链
.
17
3 .核糖体的活性位点
（1）mRNA结合位点 在16SrRNA的3`端有一段 顺序同多数原核生物的mRNA(AUG上游3-9个碱 基)的核糖体结合位点有互补关系，以便使 mRNA结合在小亚基上。
起“接合器”作用
mRNA摆动配对
.
6
3. tRNA的种类
• （1）起始tRNA与延伸tRNA
动物医学《基础生物化学-蛋白质的生物合成-翻译》课件
SD序列与核糖体小亚基中16S rRNA的3’ 端互补结合有利于30S起始复合物的形成。
SD 序列
A purine-rich Shine-Dalgarno sequence and a AUG codon marks the start site of polypeptide synthesis on bacterial mRNA molecules.
AMP ＋ E
氨基酰-tRNA表示方法：Ser-tRNASer
tRNA与酶结合的模型
tRNA
ATP 氨基酰-tRNA合成酶
氨基酰-tRNA合成酶的特点
氨基酰-tRNA合成酶具有高度特异性， 能够专一识别底物氨基酸和tRNA，保 证了翻译的准确无误。
催化氨基酰-tRNA脱酰基，具有校正活 化过程中可能发生的错误 。
第三步：核糖体大亚基结 合，起始复合物形成
30S复合物释放IF3后，与大亚基结合; IF2结合的GTP被水解，IF1、IF2均脱离。 50S大亚基与30S小亚基、模板mRNA以及
起始fMet-tRNAfMet构成起始复合体。
E
IF-1 IF-1
E
真核细胞的合成起始
起始氨基酸是Met，由特殊的tRNA携带 为Met-tRNAi
P位
A位
二肽酰-tRNA
(fMet成为N末端)
A位
A位成肽后，P位留下空载tRNA
③ 移位
无负荷的tRNA由E位点释放； 肽酰tRNA从A位移到P位； EF-G有转位酶活性，可结合并水解 1
分子GTP，促进核糖体向mRNA的3' 侧移动。
进 位
转肽 移 位
4. 肽链合成的终止
氨基酸进位，肽链形成和延伸，核糖体沿着mRNA的 5’——3’ 方向移位，循环往复，新合成的肽链由N端向 着C端不断延长，直至mRNA上出现终止密码，就没有 氨基酰-tRNA再进入A位点，肽链的合成终止。
SD 序列
A purine-rich Shine-Dalgarno sequence and a AUG codon marks the start site of polypeptide synthesis on bacterial mRNA molecules.
AMP ＋ E
氨基酰-tRNA表示方法：Ser-tRNASer
tRNA与酶结合的模型
tRNA
ATP 氨基酰-tRNA合成酶
氨基酰-tRNA合成酶的特点
氨基酰-tRNA合成酶具有高度特异性， 能够专一识别底物氨基酸和tRNA，保 证了翻译的准确无误。
催化氨基酰-tRNA脱酰基，具有校正活 化过程中可能发生的错误 。
第三步：核糖体大亚基结 合，起始复合物形成
30S复合物释放IF3后，与大亚基结合; IF2结合的GTP被水解，IF1、IF2均脱离。 50S大亚基与30S小亚基、模板mRNA以及
起始fMet-tRNAfMet构成起始复合体。
E
IF-1 IF-1
E
真核细胞的合成起始
起始氨基酸是Met，由特殊的tRNA携带 为Met-tRNAi
P位
A位
二肽酰-tRNA
(fMet成为N末端)
A位
A位成肽后，P位留下空载tRNA
③ 移位
无负荷的tRNA由E位点释放； 肽酰tRNA从A位移到P位； EF-G有转位酶活性，可结合并水解 1
分子GTP，促进核糖体向mRNA的3' 侧移动。
进 位
转肽 移 位
4. 肽链合成的终止
氨基酸进位，肽链形成和延伸，核糖体沿着mRNA的 5’——3’ 方向移位，循环往复，新合成的肽链由N端向 着C端不断延长，直至mRNA上出现终止密码，就没有 氨基酰-tRNA再进入A位点，肽链的合成终止。
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5‘
3‘
起始密
码子
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）。
2.密码的简并性
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一组密码子称 为同义密码子(Synonymous codon)。
简并性的生物学意义？
A、可以降低由于遗传密码突变造成的灾难性 后果
一、mRNA和遗传密码
原核生物mRNA的结构：4个特点
mRNA的半衰期很短,很不稳定,一旦完成其使命 后很快就被水解掉。 mRNA的分子大小差异大。 mRNA的合成是在DNA指导下的RNA聚合酶的催化 下 先 合 成 mRNA 的 前 体 ， 即 核 内 不 均 一 RNA （hnRNA）。 hnRNA在细胞核内加工成mRNA， 然后转移到细胞质中。
B、可以使DNA上的碱基组成有较达的变化余地， 而仍然保持多肽上氨基酸序列不变（意思基 本同上）。
3、密码的摆动性：
密码子中第三位碱基与反密码子第一位 碱基的配对有时不一定完全遵循A-U、 G-C的原则，Crick把这种情况称为摇摆 性，有人也称摆动配对或不稳定配对。
反密码子第一位的G可以与密码子第三位 的C、U配对，U可以与A、G配对，I可以 和密码子的U、C、A配对，这使得该类 反密码子的阅读能力更强。
中心法则总结了生物体内遗传信息的流动规律，揭示遗传的分 子基础，不仅使人们对细胞的生长、发育、遗传、变异等生 命现象有了更深刻的认识，而且以这方面的理论和技术为基 础发展了基因工程，给人类的生产和生活带来了深刻的革命 。
遗 DNA
传
信
息
流
mRNA
动
示
核糖体
意
图
tRNA
第一节 RNA在蛋白质生物 合成中的重要功能
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)。
翻 译 过 程 十 分 复 杂 ， 需 要 mRNA 、 tRNA、rRNA和多种蛋白因子参与 。在此过程中mRNA为合成的模板 ，tRNA为运输氨基酸工具，rRNA 和蛋白质构成核糖体，是合成蛋 白质的场所，蛋白质合成的方向 为N—C端。
mRNA
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
原核细胞mRNA的结构特点
SD区
顺反子
5´
AGGAGGU
顺反子
顺反子
3´
先导区
插入顺序
插入顺序
末端顺序
帽子结构功能
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
遗传信息传递的中心法则
复制
DNA
Hale Waihona Puke 转录逆转录RNA 复制
翻译
蛋白质
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。
如 果 利 用 poly （ UC ） ， 则 得 到 多 聚 Ser-LeuSer-Leu，推测UCU编码Ser，CUC编码Leu.
到1965年就全部破译了43 = 64组密码子。
M.W.Nirenberg等,1968年获诺贝尔生理医学奖.
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）
tRNA分子上三个特定的碱基组成一个反密 码子，位于反密码子环上。
密码子与反密码子的 阅读方向均为5‘ 3’， 两者反向平行配对。3’ 5’
5’
CCG
I
GGC
CCA-OH 3’
4、密码子是近于完全通用的。
这是如火如荼的转基因的前提。 目前只发现线粒体和叶绿体内有列外情况。
2.人工合成多核苷酸和 无细胞体系蛋白质合成
1961年，M.W.Nirenberg等人,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。
合成蛋白质 ③ 被蛋白质合成的起始因子所识别，从
而促进蛋白质的合成。
AAAAAAA-OH
(一)遗传密码的破译
1.三联体密码与阅读框 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。
U C A G
U C A G
U C A G
U C A G
3.三核苷酸诱导安酰tRNA对核糖体的特异结合
技术要点：人工合成三核苷酸为模板+核糖体+AA-tRNA 保温
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
（二）遗传密码的性质
1、密码是无标点符号的且相邻密码子互不重叠。 编码一个肽链的所有密码子是一个接着一个地 线形排列，密码子之间既不重叠也不间隔，从 起始密码子到终止密码子（不包括终止子）构 成一个完整的读码框架，又称开放阅读框架 （ORF）。方向：从mRNA的5’到3’。
的保守区， 16S rRNA3’- 端反向互补而使mRNA与核糖体结合。
真核细胞mRNA的结构特点
m7G-5´ppp-N-3 ´ p
顺反子
Poly(A)尾巴的功能 ① 是mRNA由细胞核进入细胞质
所必需的形式 ② 它大大提高了mRNA在细胞质
中的稳定性
5´ “帽子”
PolyA 3´
帽子结构功能
① 使mRNA免遭核酸酶的破坏 ② 使mRNA能与核糖体小亚基结合并开始