遗传信息的翻译精选课件.ppt

关于遗传信息的翻译关于遗传信息的翻译第一页，本课件共有52页学习目标学习目标1.掌握掌握mRNA、t tRNA和核糖体的组成、结构及功和核糖体的组成、结构及功能能2.掌握蛋白质合成的基本过程和分子机制掌握蛋白质合成的基本过程和分子机制3.明确参与蛋白质合成过程的蛋白质因子作用特明确参与蛋白质合成过程的蛋白质因子作用特点点4.掌握蛋白质合成后加工的方式和特点掌握蛋白质合成后加工的方式和特点第二页，本课件共有52页 翻译是指以新生的mRNA为模板，把核苷酸三联子遗传密码翻译成氨基酸，合成蛋白质多肽链的过程，是基因表达的最终目的。第三页，本课件共有52页第一节 参与蛋白质合成的物质第四页，本课件共有52页一、一、mRNA和遗传密码和遗传密码1.遗传密码及其破译遗传密码及其破译信使信使RNA的发现的发现三联子密码（密码子）三联子密码（密码子）起始密码子，终止密码子起始密码子，终止密码子第五页，本课件共有52页第六页，本课件共有52页2.遗传密码的性质遗传密码的性质（1）遗传密码的连续性（2）遗传密码的简并性（3）遗传密码的摆动性（4）遗传密码的普遍性和特殊性（5）遗传密码的防错功能第七页，本课件共有52页 第第 三三 个个 字字 母母U CA G第八页，本课件共有52页二、二、t tRNA与氨基酸的转运与氨基酸的转运1.1.t tRNA的结构的结构第九页，本课件共有52页tRNAtRNA二级结构二级结构二氢尿二氢尿嘧啶环嘧啶环TC环环额外环额外环反密码子环反密码子环氨基酸氨基酸接受臂接受臂35第十页，本课件共有52页tRNA的三级结构的三级结构 第十一页，本课件共有52页第十二页，本课件共有52页2.tRNA的功能3.tRNA的种类（1）起始tRNA（2）同工tRNA（3）校正tRNA第十三页，本课件共有52页三、核糖体的结构和功能三、核糖体的结构和功能1.1.核糖体核糖体的结构的结构2.原核生物核糖体由约原核生物核糖体由约2/3的的RNA和和1/3的蛋的蛋白质组成；真核生物核糖体中白质组成；真核生物核糖体中RNA约占约占3/5的和的和蛋白质占蛋白质占2/5。第十四页，本课件共有52页原核生物原核生物真核生物真核生物核糖核糖体体小亚基小亚基大亚基大亚基核糖核糖体体小亚基小亚基大亚基大亚基S值值70S30S50S80S40S60SrRNA16S-rRNA5S-rRNA23S-rRNA18S-rRNA28S-rRNA5S-rRNA5.8S-rRNA蛋白蛋白质质21种种33种种33种种49种种 原核、真核核糖体的组成原核、真核核糖体的组成 第十五页，本课件共有52页第十六页，本课件共有52页2.rRNA3.核糖体的功能核糖体的功能第十七页，本课件共有52页第二节第二节 蛋白质生物合成的过程蛋白质生物合成的过程 蛋蛋白白质质的的生生物物合合成成也也称称翻翻译译，即即把把mRNA分分子子中中碱碱基基排排列列顺顺序序转转变变为为蛋蛋白白质质或或多多肽肽链链中中的的氨氨基酸排列顺序的过程。基酸排列顺序的过程。第十八页，本课件共有52页翻译的过程：翻译的过程：氨基酸的活化氨基酸的活化肽链合成的起始肽链合成的起始肽链的延伸肽链的延伸肽链合成的终止与释放肽链合成的终止与释放第十九页，本课件共有52页1.氨基酸的活化氨基酸的活化 tRNAtRNA携带氨基酸的反应携带氨基酸的反应 氨基酸氨基酸+tRNA 氨酰氨酰-tRNA氨酰氨酰-tRNA合成酶合成酶ATP AMP+PPi第二十页，本课件共有52页 密码子密码子AUGAUG为编码甲硫氨酸（为编码甲硫氨酸（MetMet）的密码子，同）的密码子，同时作为起始密码时作为起始密码。真核生物：甲硫氨酰真核生物：甲硫氨酰-tRNA-tRNA（Met-tRNAMet-tRNA）原核生物：甲酰甲硫氨酰原核生物：甲酰甲硫氨酰-tRNA-tRNA（fMet-tRNAfMet-tRNA）起始起始tRNAtRNA第二十一页，本课件共有52页2.肽肽链合成的起始链合成的起始 肽链合成的起始阶段，是指肽链合成的起始阶段，是指mRNAmRNA和起始和起始tRNAtRNA分别与核糖体结合而形成分别与核糖体结合而形成起始复合物的起始复合物的过程过程。需起始因子需起始因子IFIF和和ATPATP、GTPGTP参与。参与。第二十二页，本课件共有52页蛋白体大、小亚基分离。蛋白体大、小亚基分离。mRNAmRNA在小亚基定位结合；在小亚基定位结合；SDSD序列序列：又称核糖体结合位点，是：又称核糖体结合位点，是mRNAmRNA起始密码上起始密码上游的一段富含嘌呤核苷酸的序列，该序列以游的一段富含嘌呤核苷酸的序列，该序列以AGGAAGGA为核心为核心;（图（图12-212-2）起始起始tRNAtRNA在小亚基上就位；在小亚基上就位；核糖体大亚基结合。核糖体大亚基结合。原核生物原核生物70S起始复合物形成起始复合物形成(图图12-3)12-3)第二十三页，本课件共有52页第二十四页，本课件共有52页第二十五页，本课件共有52页第二十六页，本课件共有52页 3.肽链的延伸肽链的延伸 肽链合成的延伸是根据肽链合成的延伸是根据mRNA密码序列的指密码序列的指导导,依次添加氨基酸从依次添加氨基酸从N端向端向C端延伸肽链端延伸肽链,直到直到合成终止的过程。合成终止的过程。需要延伸因子、各种酶和GTP参与。原核生物延伸因子原核生物延伸因子：EF-Tu EF-Ts EF-G第二十七页，本课件共有52页 肽链延伸三个步骤：肽链延伸三个步骤：（1 1）进位进位(entrance)(entrance)（2 2）转肽转肽(peptide bond formation)(peptide bond formation)（3 3）移位移位(translocation)(translocation)核糖体阅读核糖体阅读mRNA密码子的方向是密码子的方向是53，肽链合，肽链合成从成从NC端进行的。端进行的。第二十八页，本课件共有52页需参与。需参与。新的氨酰新的氨酰-tRNA进进入入A部位部位（1）（1）进位）进位第二十九页，本课件共有52页转肽反应在位上进行转肽反应在位上进行（2）转肽）转肽是由肽酰转移酶催化的肽键形成过程。是由肽酰转移酶催化的肽键形成过程。第三十页，本课件共有52页（3）移位移位 延长因子延长因子EF-G有移位酶活性，可结合并水解有移位酶活性，可结合并水解分子分子GTP，促进核糖体向，促进核糖体向mRNA的的侧移动。侧移动。第三十一页，本课件共有52页移位转肽第三十二页，本课件共有52页 4.肽链合成的终止和释放肽链合成的终止和释放 当核糖体上出现当核糖体上出现mRNA的终止密码后，多肽链合成的终止密码后，多肽链合成停止，肽链从肽酰停止，肽链从肽酰t tRNA中释出，中释出，mRNA、核糖体大、核糖体大、小亚基等分离，这些过程称为肽链合成终止小亚基等分离，这些过程称为肽链合成终止 需要需要释放因子释放因子（RF）的参与）的参与 原核生物原核生物RF：RF-1、RF-2、RF-3UAA UAGUAA UGA有助于有助于RF-1/-2的活性的活性第三十三页，本课件共有52页IF3IF3RF1RF2RF3GTPGDP+Pi第三十四页，本课件共有52页第三节 翻译后的加工第三十五页，本课件共有52页一、N端fMet或Met切除 甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸（真核生物）（真核生物）（真核生物）（真核生物）甲硫氨酸或者氨基端的一甲硫氨酸或者氨基端的一些氨基酸残基常由些氨基酸残基常由氨肽酶催化而水解除去催化而水解除去成熟的蛋白质的成熟的蛋白质的成熟的蛋白质的成熟的蛋白质的N-N-N-N-端：端：端：端：未加工的蛋白质的未加工的蛋白质的未加工的蛋白质的未加工的蛋白质的N-N-N-N-端：端：端：端：N-甲酰甲硫氨酸甲酰甲硫氨酸（原核生物）（原核生物）甲酰基经甲酰基经肽甲酰基酶水解水解而除去，多数情况甲硫氨而除去，多数情况甲硫氨酸也被酸也被氨肽酶除去除去第三十六页，本课件共有52页二、二硫键形成二、二硫键形成 多多多多肽肽肽肽链链链链中中中中的的的的二二二二硫硫硫硫键键键键，是是是是在在在在肽肽肽肽链链链链合合合合成成成成后后后后，通通通通过过过过二二二二个个个个半胱氨酸的疏基氧化而形成的半胱氨酸的疏基氧化而形成的半胱氨酸的疏基氧化而形成的半胱氨酸的疏基氧化而形成的 二二二二硫硫硫硫键键键键的的的的形形形形成成成成对对对对于于于于许许许许多多多多酶酶酶酶和和和和蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质的的的的活活活活性是必需的性是必需的性是必需的性是必需的第三十七页，本课件共有52页三、化学修饰三、化学修饰 化学修饰的类型很多，包括：化学修饰的类型很多，包括：化学修饰的类型很多，包括：化学修饰的类型很多，包括：磷酸化磷酸化(如核糖体蛋白质如核糖体蛋白质)糖基化糖基化(如各种糖蛋白如各种糖蛋白)甲基化甲基化(如组蛋白、肌肉蛋白质如组蛋白、肌肉蛋白质)乙基化乙基化(如组蛋白如组蛋白)羟基化羟基化(如胶原蛋白如胶原蛋白)羧基化羧基化 等等第三十八页，本课件共有52页1.1.折叠折叠 在在内内质质网网（ERER）腔腔中中折折叠叠和和修修饰饰是是有有关关的的，糖分子的连接对于正确的折叠十分必要。糖分子的连接对于正确的折叠十分必要。BiPBiP，一一个个与与折折叠叠功功能能有有关关的的蛋蛋白白，属属于于分分子伴侣子伴侣Hsp70Hsp70家庭的一员。有家庭的一员。有两个功能：两个功能：?第三十九页，本课件共有52页2.2.在在ERER中的糖基化及修整中的糖基化及修整 实际中所有分泌蛋白和膜蛋白几乎都是被实际中所有分泌蛋白和膜蛋白几乎都是被糖基化的蛋白。糖基化的蛋白。3.3.在高尔基体表面的进一步加工在高尔基体表面的进一步加工 复合寡聚糖是在高尔基体中进一步修整和加复合寡聚糖是在高尔基体中进一步修整和加上糖的残基。上糖的残基。第四十页，本课件共有52页四、剪切四、剪切 很多的前体蛋白很多的前体蛋白很多的前体蛋白很多的前体蛋白要经过剪切后方能成为成要经过剪切后方能成为成熟的蛋白。熟的蛋白。如：胰蛋白酶原经过加工切去部分肽段才能如：胰蛋白酶原经过加工切去部分肽段才能如：胰蛋白酶原经过加工切去部分肽段才能如：胰蛋白酶原经过加工切去部分肽段才能成为有活性的胰蛋白酶；多蛋白的前体要经剪切成为有活性的胰蛋白酶；多蛋白的前体要经剪切成为有活性的胰蛋白酶；多蛋白的前体要经剪切成为有活性的胰蛋白酶；多蛋白的前体要经剪切后才能成为成熟的蛋白后才能成为成熟的蛋白后才能成为成熟的蛋白后才能成为成熟的蛋白-逆转录病毒中的三个逆转录病毒中的三个基因：基因：envgagpol第四十一页，本课件共有52页蛋白质内含子蛋白质内含子-内蛋白子内蛋白子 与与内内含含子子的的区区别别在在于于，它它可可以以和和外外蛋蛋白白质质子子的的基基因因一一道道表表达达，而而不不是是其其mRNAmRNA被被切切除除，产产生生前体蛋白以后再从前体中被切除掉。前体蛋白以后再从前体中被切除掉。第四十二页，本课件共有52页一一一一般般般般真真真真核核核核细细细细胞胞胞胞中中中中一一一一个个个个基基基基因因因因对对对对应应应应一一一一个个个个mRNAmRNA，一一一一个个个个mRNAmRNA对对对对应应应应一一一一条条条条多多多多肽肽肽肽链链链链，但但但但也也也也有有有有少少少少数数数数的的的的情情情情况况况况，即即即即翻翻翻翻译译译译后后后后的的的的多多多多肽肽肽肽链链链链经经经经水水水水解后产生几种不同的蛋白质或多肽。解后产生几种不同的蛋白质或多肽。解后产生几种不同的蛋白质或多肽。解后产生几种不同的蛋白质或多肽。例例如如：哺哺乳乳动动物物的的鸦鸦片片样样促促黑黑皮皮激激素素原原(POMC)(POMC)初初翻翻译译产产物物为为265265个氨基酸。个氨基酸。在在脑脑下下垂垂体体前前叶叶细细胞胞中中，POMCPOMC切切割割成成为为N-N-端端片片段段和和C C端端片片段段的的-促促脂脂解解素素。然然后后N N端端片片段段又又被被切切割割成成较较小小的的N N端端片片断断和和促促肾肾上上腺腺皮皮质质激激素素(ACTH(ACTH)。而而在在脑脑下下垂垂体体中中叶叶细细胞胞中中，-促促脂脂解解素素再再次次被被切切割割产产生生-内内啡啡肽肽；ACTHACTH也也被被切切割割产产生生1313肽的肽的-促黑激素促黑激素(-melanotropin)(-melanotropin)翻译后加工的生物学意义翻译后加工的生物学意义第四十三页，本课件共有52页鸦片促黑皮质素原鸦片促黑皮质素原(POMC)(POMC)的水解修饰的水解修饰POMCNC信号肽信号肽 较短肽链（较短肽链（103肽）肽）ACTH-促黑激素促黑激素-Endorphin -内啡肽内啡肽促肾上腺皮质激素促肾上腺皮质激素-促脂解素促脂解素-LPH较长肽链较长肽链脑脑下下垂垂体体前前叶叶细细胞胞中中第四十四页，本课件共有52页第四节第四节 蛋白质的运输蛋白质的运输一、信号肽引导蛋白质到达靶部位二、翻译完成后被运输的蛋白质三、内质网合成的蛋白质四、翻译的同时也被运输的蛋白质第四十五页，本课件共有52页第四十六页，本课件共有52页分泌蛋白质的合成和胞吐作用分泌蛋白质的合成和胞吐作用内质网内质网高尔基体高尔基体泡泡泡泡泡融入质泡融入质膜膜核糖体核糖体芽泡芽泡第四十七页，本课件共有52页蛋白质定位蛋白质定位 新合成的蛋白质只有被运送到各自特定的亚细胞部位或分泌到胞外才具有功能活性，该过程就称为蛋白质定位。胞质蛋白胞质蛋白分泌蛋白分泌蛋白质膜蛋白质膜蛋白细胞器蛋白细胞器蛋白第四十八页，本课件共有52页p遗传密码的特点？p氨酰-t tRNA合成酶有何特点？p原核细胞蛋白质的合成过程？本章作业第四十九页，本课件共有52页第五十页，本课件共有52页第五十一页，本课件共有52页感谢大家观看第五十二页，本课件共有52页