核酸第1-3章DNA翻译描述.pptVIP

蛋白质生物合成 第一节 参与蛋白质合成的物质 一、mRNA从DNA传递遗传信息 1、mRNA的一级结构 (1)5‘非翻译区 (5’-UTR)：5‘端——起始密码子，含核糖体结合位点 (RBS)，即核糖体赖以装配并启动翻译的一段序列 (2)编码区 (coding region)：起始密码子——终止密码子（主要序列） 从原核生物操纵子转录的mRNA有多个编码区，相邻编码区被一个RBS隔开，这种mRNA称为多顺反子mRNA (Polycistronic mRNA)； 真核生物多数mRNA只有一个编码区，这种mRNA称为单顺反子mRNA （monocistronic mRNA） (3)3非翻译区 (3-UTR): 是从 mRNA 的终止密码子之后到 3，端的一段序列 2、密码子 遗传密码（genetic code）：是mRNA分子上按照5’→3’方向，每三个核苷酸与一种氨基酸对应，全部64种组合所形成的体系。 密码子（codon）：从mRNA编码区5’→3’端每三个相邻碱基一组连续分组，每一组碱基构成一个遗传密码，称为密码子，也叫三联体密码（triplet code）。 每一个密码子与特定的一种氨基酸相对应。 终止密码（stop coden）：也称无意密码子（nonsense coden）：没有对应的tRNA的反密码子与之结合，但能被蛋白质合成的终止因子或释放因子识别，终止肽链的合成。 终止密码有3个：UAA、UAG、UGA 起始密码：AUG，是多肽链翻译开始的第一个密码子，在链内部则作为蛋氨酸的密码子。 连续性 偏爱性（preference） 编码同一种氨基酸的几个同义密码子在基因组中的使用频率可能不同，使用频率高的称为偏爱密码子 (Preferred codon)，使用频率低的称为稀有密码子（rare codon) 原核生物和真核生物有着各自的密码偏爱性，如：脯氨酸的密码子有CCC（真核生物）和CCG（原核生物） 某一种密码子的使用频率与细胞内相应的tRNA的丰度一致，二者之间的相互协调有利于细胞内某一氨基酸含量高的蛋白质的顺畅表达 3、阅读框（reading frame） 阅读框：mRNA分子上从一个起始密码子到其下游第一个终止密码子所界定的一段编码序列 mRNA中的编码序列在被核糖体阅读和翻译时，从起始到终止都是以不重叠和不停顿的方式连续进行的，即从mRNA5’端开始，以三个核苷酸为一组的方式进行。因此，就有可能存在三种阅读框架，每一种框架只相差一个碱基的位移。三种框架的出现完全取决于哪一个核苷酸作为第一个密码子的第一个碱基。 通常情况下，在三种框架中，只有一种能够正确地编码有功能活性的蛋白质，而其它的阅读框架往往由于频繁出现终止密码子而被封闭 开放阅读框架（open reading frame,ORF）：指从AUG开始到终止密码子处的正确可读序列。 二、tRNA既是氨基酸转运工具又是读码器 一种氨基酸可能有几种tRNA，它们称为同工tRNA 一种tRNA可能识别几个不同的密码子，但它们一定是同义密码子 研究发现:mRNA密码子的第三碱基和tRNA反密码子的第一碱基为摆动位置 (wobble position)，该位置存在非Watson-Crick碱基对 1966年，Crick摆动假说(wobble hypothesis): 1·反密码子的第二、三碱基与密码子的相应碱基形成Watson-Crick碱基对，对密码子的特异性起决定作用 2·反密码子的第一碱基决定其识别的密码子数 3·第一、二碱基存在区别的同义密码子由不同的tRNA识别 4·识别61个密码子至少需要32种tRNA，其中包括一种起始tRNA 三、核糖体是蛋白质的合成机器 完整的核糖体复合体有三个tRNA结合位点: A位点 （aminoacyl site） 结合氨酰tRNA P位点 (Peptidyl site） 结合肽酰tRNA E位点 (exit site) 结合脱酰tRNA A位点和P位点定位于30S小亚基与50S大亚基的结合区域，E位点定位于50S大亚基上 第二节 氨基酸的负载 氨基酸负载：指氨酰tRNA合成酶催化氨基酸与相应的tRNA缩合生成氨酰tRNA 氨酰tRNA中的氨酰基与tRNA以高能酯键连接，所以氨基酸负载也称为氨基酸活化 1·氨基酸必须由tRNA负载 2·负载由氨酰tRNA合成酶催化 氨酰tRNA合成酶有20种，每一种都识别并催化一种氨基酸与其tRNA(包括同工tRNA)的3’-羟基连接 具有高度特异性（对底物氨基酸和tRNA) 具有校正活性 作为共同的书写规则，用tRNAGly表示将要接受甘氨酸（Glysine）的tRNA，而用Gly-tRN