1、第四章 生物信息的傳遞（下） 從mRNA到蛋白質12至1966年，20種氨基酸對應的61個密碼子和三個終止密碼子全部被查清。遺傳密碼的破譯，即確定代表每種氨基酸的具體密碼。3由1種以遺傳密碼編碼同一種氨基酸的現象，稱簡并性。4減少了變異對生物的影響5編碼某一氨基酸的密碼子越多，該氨基酸在蛋白質中出現的頻率就越高。Arg例外6生物密碼子線粒體DNA編碼的氨基酸核DNA編碼的氨基酸所有UGA色氨酸終止子酵母CUA蘇氨酸亮氨酸果蠅AGA絲氨酸精氨酸哺乳類AGA/G終止子精氨酸哺乳類AUA甲硫氨酸異亮氨酸線粒體與核DNA密碼子使用情況的比較7從mRNA 5端起始密碼子AUG到3端終止密碼子之間的核苷酸

2、序列，各個三聯體密碼連續排列編碼一個蛋白質多肽鏈，稱為開放閱讀框架(open reading frame, ORF)。 8C擺動配對3 2 19密碼子、反密碼子配對的擺動現象tRNA反密碼子第1位堿基IUGACmRNA密碼子第3位堿基U, C, AA, GU, CUG10111235ICCA-OH53CCA-OHG G CC C GtRNA憑借自身的反密碼子與mRNA鏈上的密碼子相識別，把所帶氨基酸放到肽鏈的一定位置。13真核生物：起始密碼子AUG 所編碼的氨基酸是Met，起始AA-tRNA為Met-tRNAMet。原核生物：起始密碼子AUG 所編碼的氨基酸并不是 甲硫氨酸本身, 而是甲酰甲硫

3、氨酸，起始AA-tRNA為fMet-tRNAfMettRNA的種類：同工tRNA：多個tRNA代表同一種氨基酸。14 無義突變：在蛋白質的結構基因中，一個核苷酸的改變可能使代表某個氨基酸的密碼子變成終止密碼子（UAG、UGA、UAA），使蛋白質合成提前終止，合成無功能的或無意義的多肽，這種突變就稱為無義突變。 錯義突變：由于結構基因中某個核甘酸的變化使一種氨基酸的密碼子變為另一種氨基酸的密碼子，這種基因突變叫錯義突變。 GGA（甘氨酸） AGA（精氨酸）校正tRNA:15無義突變1617錯義抑制18核糖體的組成19表14-7 原核和真核生物核糖體的組成及功能核糖體亞基 rRNAs 蛋白 RNA

4、的特異順序和功能 細菌 70S 50S 23S=2904b 31種(L1-L31）含CGAAC和GTCG互補2.5106D 5S=120b66%RNA 30S 16S=1542b 21種(S1-S21) 16SRNA(CCUCCU)和S-D 順序(AGGAGG)互補 哺乳動物 80S 60S 28S=4718b 49種 有GAUC和tRNAfMat的TCG互補4.2106D 5S=120b 60%RNA 5.8S=160b 40S 18S=1874b 33種 和Capm7G結合 20在單個核糖體上，可化分多個功能活性中心，在蛋白質合成過程中各有專一的識別作用和功能。mRNA結合部位小亞基結合或

5、接受AA-tRNA部位（A位）大亞基結合或接受肽基tRNA的部位大亞基肽基轉移部位（P位）大亞基形成肽鍵的部位（轉肽酶中心）大亞基 2122四、蛋白質合成的過程氨基酸的活化翻譯的起始肽鏈的延伸肽鏈的終止蛋白質前體的加工23(一)氨基酸的活化氨基酸 + tRNA氨基酰- tRNAATP AMPPPi氨基酰-tRNA合成酶24氨基酰-tRNA合成酶對底物氨基酸和tRNA都有高度特異性。氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性(proofreading activity) 。氨基酰-tRNA的表示方法：Ala-tRNAAla Ser-tRNASerMet-tRNAMet 25原核生物中，起始氨基酸是： 起

6、始AA-tRNA是：真核生物中，起始氨基酸是： 起始AA-tRNA是：甲酰甲硫氨酸fMet-tRNAfMet甲硫氨酸Met-tRNAiMet26第一步反應氨基酸 ATP-E 氨基酰-AMP-E AMP PPi 目 錄27第二步反應氨基酰-AMP-E tRNA 氨基酰-tRNA AMP E目 錄28 tRNA與酶結合的模型tRNA氨基酰-tRNA合成酶ATP29(二)翻譯的起始原核生物（細菌）為例：所需成分： 30S小亞基、 50S大亞基、模板mRNA、 fMet-tRNAfMet、GTP、Mg2+翻譯起始因子：IF-1、IF-2、IF-3、30IF-3IF-1翻譯起始(翻譯起始復合物形成)又可

7、被分成3步： （P122）1. 核蛋白體大小亞基分離312、30S小亞基通過SD序列與mRNA模板相結合。AUG53IF-3IF-132S-D序列 33IF-3IF-1IF-2GTP3.在IF-2和GTP的幫助下， fMet-tRNAfMet進入小亞基的P位，tRNA上的反密碼子與mRNA上的起始密碼子配對。AUG5334IF-3IF-1IF-2GTPGDPPi4、帶有tRNA、mRNA和3個翻譯起始因子的小亞基復合物與50S大亞基結合，GTP水解，釋放翻譯起始因子。AUG5335IF-3IF-1AUG53IF-2GTPIF-2GDPPi36真核生物翻譯起始的特點核糖體較大,為；起始因子比較多

8、； mRNA 5端具有m7Gppp帽子結構 Met-tRNAMet mRNA的5端帽子結構和3端polyA都參與形成翻譯起始復合物； 37真核生物翻譯起始復合物形成(區別原核生物) 原核生物中30S小亞基首先與mRNA模板相結合，再與fMet-tRNAfMet結合，最后與50S大亞基結合。而在真核生物中，40S小亞基首先與Met-tRNAMet相結合，再與模板mRNA結合，最后與60S大亞基結合生成80SmRNAMet-tRNAMet起始復合物。38met40S60SMetMet40S60SmRNAeIF-2B、eIF-3、 eIF-6 elF-3GDP+Pi各種elF釋放elF-5ATPAD

9、P+PielF4E, elF4G, elF4A, elF4B,PABMetMet-tRNAMet-elF-2 -GTP真核生物翻譯起始復合物形成過程39 肽鏈延伸由許多循環組成，每加一個氨基酸就是一個循環，每個循環包括：AA-tRNA與核糖體結合、 肽鍵的生成 和 移位。 延伸因子(elongation factor, EF) ： 原核生物：EF-T (EF-Tu, EF-Ts) EF-G 真核生物：EF-1 、EF-2 (三)肽鏈的延伸401、AA-tRNA與核糖體A位點的結合需要消耗GTP，并需EF-Tu、EF-Ts兩種延伸因子4142通過延伸因子EF-Ts再生GTP,形成EF-TuGTP

10、復合物 EF-Tu-GDP+ EF-Ts EF-Tu-Ts + GDP EF-Tu-Ts + GTP EF-Tu-GTP + EF-Ts重新參與下一輪循環433、移位核糖體向mRNA3端方向移動一個密碼子。需要消耗GTP，并需EF-G延伸因子44延長因子EF-G有轉位酶( translocase )活性，可結合并水解1分子GTP，促進核蛋白體向mRNA的3側移動 。45fMetAUG53fMetTuGTP目 錄4647原核肽鏈合成終止過程 （四）肽鏈的終止48 RF1：識別終止密碼子UAA和UAG 終止因子 RF2：識別終止密碼子UAA和UGA RF3：具GTP酶活性，刺激RF1和 RF2活性

11、，協助肽鏈的釋放（原核生物）真核生物只有一個終止因子（eRF）49(五)蛋白質前體的加工 1、N端fMet或Met的切除50新生蛋白質經蛋白酶切后變成有功能的成熟蛋白質512、二硫鍵的形成兩個半胱氨酸-SH -SH -SH 二硫鍵氧化523、特定氨基酸的修飾 磷酸化、糖基化、甲基化、乙基化、羥基化和羧基化534、切除新生肽鏈中非功能片段54前胰島素原蛋白翻譯后成熟過程示意圖55(六)蛋白質合成抑制劑56五、蛋白質的運轉機制57蛋白性質 運轉機制 主要類型 分泌 蛋白質在結合核糖體上合成，并以翻譯-運轉同步機制運輸免疫球蛋白、卵蛋白、水解酶、激素等細胞器發育 蛋白質在游離核糖體上合成，以翻譯后運

12、轉機制運輸 核、葉綠體、線粒體、乙醛酸循環體、過氧化物酶體等細胞器中的蛋白質 膜的形成 兩種機制兼有 質膜、內質網、類囊體中的蛋白質 58591、翻譯-運轉同步機制信號肽假說信號肽：常指新合成多肽鏈中用于指導蛋白質跨膜轉移的N-末端氨基酸序列（有時不一定在N端）。60信號序列特點：（1）一般帶有10-15個疏水氨基酸；（2）在靠近該序列N-端常常有1個或數個帶正電荷的氨基酸；（3）在其C-末端靠近蛋白酶切割位點處常常帶有數個極性氨基酸，離切割位點最近的那個氨基酸往往帶有很短的側鏈（丙氨酸或甘氨酸）。6162信號肽假說：63新生蛋白質通過同步轉運途徑進入內質網內腔的主要過程642、翻譯后運轉機制

13、65 (1)線粒體蛋白質跨膜運轉66（2）核定位蛋白的運轉機制6768復習體1 多數氨基酸都有兩個以上密碼子，下列哪組氨基酸只有一個密碼子？ A蘇氨酸、甘氨酸 B脯氨酸、精氨酸 C絲氨酸、亮氨酸 D色氨酸、甲硫氨酸 E天冬氨酸和天冬酰胺（D）692tRNA分子上結合氨基酸的序列是 ACAA-3 BCCA-3 CAAC-3 DACA-3 EAAC-3（B）703遺傳密碼 A20種氨基酸共有64個密碼子 B堿基缺失、插入可致框移突變 CAUG是起始密碼 DUUU是終止密碼 E一個氨基酸可有多達6個密碼子(B、C、E）714、tRNA能夠成為氨基酸的轉運體、是因為其分子上有 A-CCA-OH 3末端

14、 B3個核苷酸為一組的結構 C稀有堿基 D反密碼環 E假腺嘌吟環（A、D）725、蛋白質生物合成中的終止密碼是( )。（A）UAA （B）UAU （C）UAC （D）UAG （E）UGAA、D、E736、Shine-Dalgarno順序(SD-順序)是指:（ ） A.在mRNA分子的起始碼上游8-13個核苷酸處的一段序列B.在DNA分子上轉錄起始點前8-13個核苷酸處的順序C.16srRNA3端富含嘧啶的互補順序D.啟動基因的順序特征A747、“同工tRNA”是：( )(A)識別同義mRNA密碼子(具有第三堿基簡并性)的多個tRNA(B)識別相同密碼子的多個tRNA(C)代表相同氨基酸的多個tRNA(D)由相同的氨酰tRNA合成酶識別的多個tRNAC758、反密碼子中哪個堿基對參與了密碼子的簡并性(搖擺)。（ ）（A）第一個 (B)第二個 (C)第二個 (D) 第一個與第二個A769