第四章翻译201246.ppt

第四章 生物信息的传递(下) ——翻译（从mRNA-蛋白质） 第一节 遗传密码—三联子 第二节 tRNA 第三节 核糖体 第四节 蛋白质合成的生物学机制 第五节 蛋白质运转机制 一， 蛋白质生物合成的大致框架 需要掌握的几个要点： 1，翻译：以mRNA为模板，按照mRNA分子上的三个核苷酸决定一种氨基酸的规则（三联体密码）合成具有特定氨基酸顺序的蛋白质。包括翻译的起始、肽链的延伸、肽链的终止与释放。 2，核糖体是蛋白质合成的场所，mRNA是蛋白质合成的模板，转移RNA（tRNA）是模板与氨基酸之间的接合体。 此外，在合成的各个阶段还有许多蛋白质、酶和其他生物大分子参与。 翻译（蛋白质的生物合成）: 以氨基酸为原料 以mRNA为模板 以tRNA为运载工具 以核糖体为合成场所 需Mg2+和适当缓冲体系 起始、延长、终止各阶段蛋白因子参与 合成后加工成为有活性蛋白质 第一节 遗传密码—三联子 mRNA上每3个核苷酸翻译成蛋白质多肽链上的一个氨基 酸，这3个核苷酸就称为密码子。也叫三联子密码。 遗传密码： mRNA中核苷酸的排列顺序。 起始：AUG 终止：UAA UAG UGA 方向：5 ’ －3’（mRNA） 判断正误：蛋白质合成过程中，相邻3个碱基决定1个氨基酸？ 4.1.1? 三联子密码及其破译 遗传密码的破译，即确定代表每种氨基酸的具体密码。 蛋白质中的氨基酸序列是由mRNA中的核苷酸序列决定的。mRNA中只有4种核苷酸，而蛋白质中有20种氨基酸。 数学考虑 ： 一种碱基 → 一种 Aa 41 = 4 ＜20 二种碱基 → 一种 Aa 42 = 16＜20 三种碱基 → 一种 Aa 43 = 64＞20 实验证实三联子密码 （遗传学证据） 1、mRNA模板中插入、删除一个核苷酸后，该密码子后面的氨基酸序列全部改变。 2、同时插入、删除一个不同核苷酸后，后续蛋白质不变。 3、同时删除三个核苷酸后，翻译减少一个氨基酸，序列没有变化。 如图 烟草花叶病毒外壳蛋白亚基由400个氨基酸组成，而相应的RNA片段长约1200个核苷酸 一，以均聚物、随机共聚物和特定序列的共聚物为模板指导多肽的合成 制备大肠杆菌的无细胞合成体系：在含DNA、mRNA、tRNA、核糖体、AA-tRNA合成酶及其他酶类的抽提物中加入DNase，降解体系中的DNA，耗尽mRNA时，体系中的蛋白质合成即停止，当补充外源mRNA或人工合成的各种均聚物或共聚物作为模板以及ATP、GTP、氨基酸等成分时又能合成新的肽链，新生肽链的氨基酸顺序由外加的模板所决定。因此，分析比较加入的模板和合成的肽链即可推知编码某些氨基酸的密码。 以多聚三核苷酸作为模板可得到有3种氨基酸组成的多肽。如以多聚（UUC）为模板，可能有3种起读方式：5 ’ ……UUC UUC UUC UUC UUC……3’或5 ’ ……UCU UCU UCU UCU UCU……3’或5 ’ ……CUU CUU CUU CUU CUU……3 ’ 根据读码起点不同，产生的密码子可能是UUC（Phe）、UCU（Ser）或CUU（Leu），所以得到的多肽可能是多聚苯丙氨酸、多聚丝氨酸或多聚亮氨酸，由此可知UUC、UCU、CUU分别是苯丙氨、丝氨酸及亮氨酸的密码子。  二， 核糖体结合技术 1964年Nirenberg又采用三联体结合实验 (1) tRNA和氨基酸及三联体的结合是特异的； (2) 上述结合的复合体大分子是不能通过硝酸纤维滤膜的微孔，而tRNA-氨基酸的复合体是可以通过的。 ? 这个方法是以人工合成的三核苷酸如UUU、UCU、UGU等为模板，在含核糖体、AA-tRNA的适当离子强度的反应液中保温，然后使反应液通过硝酸纤维素滤膜。 发现，游离的AA-tRNA因相对分子质量小能自由通过滤膜，加入三核苷酸模板可以促使其对应的AA-tRNA结合到核糖体上，体积超过膜上的微孔而被滞留，这样就能把已结合到核糖体上的AA-tRNA与未结合的AA-tRNA分开。 若用20种AA-tRNA做20组同样的实验，每组都含20种AA-tRNA和各种三核苷酸，但只有一种氨基酸用14C标记，看哪一种AA-tRNA被留在滤膜上，进一步分析这一组的模板是哪个三核苷酸，从模板三核苷酸与氨基酸的关系可测知该氨基酸的密码子。例如，模板是UUU时，Phe-tRNA结合于核糖体上，可知UUU是Phe的密码子。 先做一个概括总结： (1)遗传密码是三联体