分子遗传学第6章蛋白质翻译

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肽链的延伸
核糖体沿mRNA5‘ 端向3’ 端移动，开始了从N端向C
端的多肽合成，这是蛋白质合成过程中速度最快的阶段
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肽链的终止及释放
核糖体从mRNA 上解离，准备新 一轮合成反应
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6.2 遗传密码(genetic codon)
6.2.1 通用遗传密码(Universal triplet codon)
亮氨酸 终止子 圆柱念珠菌核G
亮氨酸
苏氨酸 CHENLI
酵母线粒体
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2、第二遗传密码 （表观遗传密码） 决定多肽链折叠形成有功能蛋白质的遗传信息，
蛋白质一级结构决定其空间结构的密码
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由DNA序列以外的化学标记编写的、控制表观遗 传印记的另一类遗传密码
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遗传密码是遗传信息从DNA RNA 流向蛋白质， 是明码，又叫第一遗传密码，是遗传信息传递的第 一层次 第二遗传密码是遗传信息从蛋白质氨基酸序列到蛋 白质的空间结构功能，也既蛋白质分子折叠是遗传 信息传递的第二层次 中心法则解决了蛋白质的形成，但没有解决蛋白质 如何折叠形成功能蛋白质，给后人留下了新的难 题，从遗传信息到生物功能研究就是研究蛋白质分 子折叠机制，既破译第二遗传密码
一个碱基决定一种氨基酸时只能决定41 = 4种
两个碱基决定一个氨基酸时只能决定42=16种
三个碱基决定一个氨基酸时能决定43=64种
四个碱基决定一个氨基酸C时HENL能I 决定44=256种
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遗传密码
阅读方向为5‘-3
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种 氨 基 酸 侧 链 集 团 的 大 小 和 极 性
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些无义突变型是在色氨酸位置上变化,由UGG 变成 UGA，把UGA定为终止码
在酪氨酸位置上变化，由UAC 、UAU变成UAA、 UAG， 所以把UAA、UAG码子也定为终止密码
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密码子 UGA UGA CUA AUA AGA AGG GUG UAA UAG AAA CUG CUN
密码子通用性的例外情况
活性。
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6.1 基本概念
● 基因表达的第二步 ● 指将mRNA链上的核苷酸从一个特定的起始位
点开始，按每3个核苷酸代表一个氨基酸的原 则，依次合成一条多肽链的过程 ● 参与翻译的RNA分子有tRNA、rRNA和mRNA
● tRNA的功能是转运氨基酸， mRNA作为翻译的 模板， rRNA与多种蛋白质组成核糖体作为蛋白 质合成的场所
将他们结合
成为一个新分子放出来
反应前后酶分子不变
典型的酶作C用HE机NLI 制
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蛋白质的一级结构：又称初 级结构或化学结构，是指组 成蛋质分子的多肽链中氨基 酸的数目、种类和排列顺序， 多肽链的数目，同时也包括 蛋结构链 位白构成置内质的一等或的基个。键三础很间级上不二结，规构进则硫：一的键是步具的指卷有数在曲特目二折定和级叠构，
第6章 蛋白质翻译 （Protein Translation）
6.1 基本概念
6.2 遗传密码
6.3 tRNA的功能
6.4 核糖体的结构
6.5 原核生物的翻译过程
6.6 真核生物的翻译过程
6.7 翻译初始产物的后加工
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2
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酶等待着被作用 的分子来临
酶抓住被作用的分子
UGA三个密码子不能代表任何的氨基酸。
E.Coli的Trpˉ 突变株不能合成色氨酸合成酶蛋
白，对他进行诱变可得到回复突变，回复突变有两 种类型：个别氨基酸发生了变化。另一种为完全回 复，没有任何氨基酸组成的变化。说明Trpˉ不是 任何移码突变 ，从后一种推测可能存在终止密码
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终止密码子的破译： 1965年剑桥分子研究中心的Brenner,发现 E.coli一
特征 ● codon是mRNA 上连续排列的三个核苷酸序列，
并编码一个氨基酸信息的遗传单位
● codon具有四大生物系统（细菌、病毒、动物、植物） 的通用性与保守性（除mt）
● 在一个基因序列中 codon具有不重叠性和无标点性
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遗传密码是三联体的推测
1954年俄裔美国大爆炸理论物理学家伽莫夫 （G.Gamow）在自然杂志发表 《脱氧核糖核酸与蛋白质 之间的关系》 论文，提出遗传密码的构想，认为在DNA 的双螺旋结构中，四个碱基之间形成一定空穴,游离氨 基酸进入空穴形成多肽链，四个碱基中由三个碱基决 定一种氨基酸，因为氨基酸有20种。
象的蛋白质分子。
源自文库
蛋白质的四级结构：是由两
条或两条以上的具有三级结
构的多肽聚合而成特定构象 的蛋蛋白白质质的分二子级。结构构成：功是能指单多肽 位链的本各身条折肽叠链和，盘称绕为方亚式基，，是指 一蛋般白地质说分，子亚中基的单肽独链存向在单时一方 没四向的有级卷主生结曲体物构而结活才形构力具成或，有的构只完有象有整周。聚的期合生性成物重复
通用情况 例外情况 例外的生物
终止子 色氨酸 人酵母线粒体支原体
终止子 半胱氨酸 纤毛虫核基因组
亮氨酸 苏氨酸 酵母线粒体
异亮氨酸 甲硫氨酸 人线粒体
精氨酸 终止子 人线粒体
精氨酸 终止子 人线粒体
缬氨酸 丝氨酸 假丝酵母核基因组
终止子 谷氨酸 草履虫四膜虫核G
终止子 谷氨酸 草履虫核G
赖氨酸 天冬氨酸 果蝇线粒体
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起始密码的确定： 1966年，剑桥分子研究中心A.J.Clark等发
现在体内进行合成的多肽链，其开头在细菌都 为甲酰甲硫氨酸，在真核生物都为甲硫氨酸， 且都是从AUG这个密码子开始，因此，把AUG 定为起始密码子。
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终止密码子的推测： Nirenberg 、Khorana的试验都发现UAA、UAG、
● tRNA 通过 anti-codon(反密码子) 识别codon
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蛋白质的生物合成是一个比 DNA复制和转录更为复杂的 过程。
翻译的起始 核糖体与mRNA结合并与氨 基酰-tRNA生成起始复合物
Polycistronic
transcripts in
CHENLI
prokaryotes
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我国中科院院士皱承鲁领衔此课题， 有望破译。现已经发现第二遗传密码有三 个特性 简并性：不同序列对应相同结构 多义性：类似序列具有不同结构 全局性：局部序列改变会影响整个结构