第十八蛋白质合成与加工

mRNA包括 – 5-非翻译区(5-untranslated region, 5-UTR) – 开放阅读框架区(open reading frame, ORF) – 3-非翻译区(3-untranslated region, 3-UTR)
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原核生物mRNA
5' PPP
3'
无标点、不重叠，即连续性 mRNA开放阅读框架内发生一个或两个碱基插入
或缺失，可引起移码突变(frameshift mutation)。 翻译的蛋白质氨基酸顺序则发生改变。
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4. 遗传密码具有简并性(degeneracy)
简并性，即同一种氨基酸具有多个密码子， 或者多个密码子代表一种氨基酸的现象。
反密码环
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tRNA的三级结构示意图
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三、rRNA与蛋白质组成核糖体 —— 蛋白质合成场所
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原核生物核糖体 70 S Mt 2.7×106 真核生物核糖体 80S Mt 4.2×106
核 糖 体 的 组 成
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•核糖体在蛋白质合成中有主要作用：
真核生物mRNA
5' mG - PPP
蛋白质
AAA 3'
蛋白质
非翻译区 编码序列
核蛋白体结合位点
起始密码子
终止密码子
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（一）mRNA含有64种密码子
mRNA分子上每3个核苷酸构建一个密码 子，编码某一特定氨基酸或作为蛋白质合成的 起 始 、 终 止 信 号 ， 称 为 三 联 体 密 码 (triplet codon)，也称遗传密码子(genetic codon)。
• 1961~1966年间，Nirencerg、Matthaei和Khorana先后确 定了64个遗传密码。
• 1973~1976年，麦胚无细胞体系、兔网织无细胞体系分别 建立，蛋白质合成的具体过程终于揭晓。
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蛋白质的生物合成，即翻译（translation） 翻译的过程就是将核酸中核苷酸序列编码的遗传
• 1954年，Paul Zamecnik及其同事实验证明体内蛋白质是 由氨基酸合成的。1956年，他们发现了氨基酰-tRNA合 成酶。
• 1958年，M. B. Hoagland和Zamecnik又发现蛋白质生物 合成需要可溶性RNA为中介。
• 1961年，Howard Dintzis证明血红蛋白肽链合成方向是 从N-末端向C-末端进行。
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四、蛋白质合成体系还需要其他辅助因子
20种氨基酸（AA） 酶及众多蛋白因子，如氨基酰-tRNA合成
酶、起始因子(initiation factor，IF) 、延 长因子（elongation factor，EF）、释放 因子（release factor，RF）。 ATP、GTP 无机离子
核糖体两亚基上具有结合mRNA的位点， 还有与起始因子、延长因子、释放因子及各种 酶的结合位点；并且具有两个tRNA结合的位点； A位点是氨基酰tRNA结合位点，P位点是肽酰 tRNA结合位点。通过将mRNA、氨基酰-tRNA 和相关的蛋白因子放置在正确的位置来调节蛋 白质的合成。核糖体是合成蛋白质的场所。
遗传密码中，除色氨酸和甲硫氨酸仅对应 一个密码子外，其余氨基酸均有一个以上 密码子为其编码。
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简并性(degeneracy)
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5. 遗传密码具有摆动性（wobble）
编码同一氨基酸的不同密码子互称同义 密码子；同义密码子之间的差异通常只 在第3位碱基上，密码子第3位碱基与 tRNA反密码子不严格遵守碱基配对规 律，而是摆动碱基配对。
信息，通过遗传密码破译的方式解读为蛋白质分 子中20种氨基酸的排列顺序 。
第十八蛋Байду номын сангаас质的合成与加工
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第一节 蛋白质合成体系的组成
Components Required for Protein Biosynthesis
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参与蛋白质生物合成的三种RNA：
mRNA（messenger RNA, 信使RNA） rRNA（ribosomal RNA, 核糖核蛋白体RNA） tRNA（transfer RNA, 转移RNA） 氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyl-tRNA synthetase) 辅助因子包括:
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摆动配对
U
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密码子、反密码子配对的摆动性
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
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二、一种tRNA只能转运一种氨基酸但 一种氨基酸可由几种tRNA转运
氨基酸臂
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起始因子(initiation factor, IF)
延长因子(elongation factor, EF)
释放因子（终止因子第十）八(蛋r白e质le的a合se成与fa加c工tor, RF) 等
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一、mRNA是蛋白质/多肽链合成的模板
在遗传信息传递过程中，DNA转录生成mRNA， mRNA作为蛋白质合成的直接模板，指导蛋白 质多肽链的合成。
已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细 胞的叶绿体。
2. 密码子具有方向性(direction)
起始密码子总是位于mRNA开放阅读框架的5ˊ末 端，终止密码子位于3ˊ末端。
翻译的方向是从5ˊ到3ˊ末端。
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3. 遗传密码具有连续性(commaless)
密码子按5′→ 3′方向每3个一组阅读框架顺序翻译，
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大肠杆菌蛋白质合成的5个阶段所需化合物
阶段 1．氨基酸的活化 2．起始
3．延长 4．终止与释放 5．折叠和翻译后的加工
起始密码(initiation codon): AUG 终止密码(termination codon):
UAA、UAG、UGA
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遗 传 密 码 表
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（二）遗传密码具有几个特性
1. 遗传密码具有通用性 (universal)
从原核生物生物（包括病毒、细菌等）、真核生 物以及人类都共同使用同一套遗传密码。