第四章-生物信息的传递(下)翻译课件.ppt
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1、第四章 生物信息的传递(下)从mRNA到蛋白质1 翻译:指将mRNA链上的核苷酸从一个特定的起始位点开始,按每三个核苷酸代表一个氨基酸的原则,依次合成一条多肽链的过程。蛋白质合成的场所是蛋白质合成的模板是模板与氨基酸之间的接合体是蛋白质合成的原料是核糖体mRNAtRNA20种氨基酸23 遗传密码三联子 tRNAtRNA的结构、功能与种类的结构、功能与种类 核糖体的结构与功能核糖体的结构与功能 蛋白质合成的过程蛋白质合成的过程 蛋白质的运转机制蛋白质的运转机制Contents4一、遗传密码三联子(一)三联子密码定义 mRNA链上每三个核苷酸翻译成蛋白质多肽链上的一个氨基酸,这三个核苷酸就称为密码
2、子或三联子密码(triplet coden)。mRNA 5 GCU AGU ACA AAA CCU 35(二)三联子密码破译mRNA5AUCGACCUGAGC3420()mRNA5AUCGACCUGAGC342=1620()mRNA5AUCGACCUGAGC343=6420()核苷酸序列氨基酸序列6至1966年,20种氨基酸对应的61个密码子和三个终止密码子全部被查清。遗传密码的破译,即确定代表每种氨基酸的具体密码。7(三)遗传密码的性质1、简并性由一种以上密码子编码同一个氨基酸的现象称为简并(degeneracy),对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子(synonymous codon)。
3、89减少了变异对生物的影响10编码某一氨基酸的密码子越多,该氨基酸在蛋白质中出现的频率就越高。Arg例外11(三)遗传密码的性质2、普遍性与特殊性蛋白质生物合成的整套密码,从原核生物到人类都通用。已发现少数例外,如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。13生物密码子线粒体DNA编码的氨基酸核DNA编码的氨基酸所有UGA色氨酸终止子酵母CUA苏氨酸亮氨酸果蝇AGA丝氨酸精氨酸哺乳类AGA/G终止子精氨酸哺乳类AUA甲硫氨酸异亮氨酸线粒体与核DNA密码子使用情况的比较14(三)遗传密码的性质3、连续性编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码连续阅读,密码间既无间断也无交
4、叉。码连续阅读,密码间既无间断也无交叉。15基因损伤引起mRNA阅读框架内的碱基发生插入或缺失,可能导致框移突变(frameshift mutation)。16从mRNA 5端起始密码子AUG到3端终止密码子之间的核苷酸序列,各个三联体密码连续排列编码一个蛋白质多肽链,称为开放阅读框架(openreadingframe,ORF)。17(三)遗传密码的性质4、摆动性转转运运氨氨基基酸酸的的tRNA上上的的反反密密码码子子需需要要通通过过碱碱基基互互补补与与mRNA上上的的遗遗传传密密码码子子反反向向配配对对结结合合,在在密密码码子子与与反反密密码码子子的的配配对对中中,前前两两对对严严格格遵遵守
5、守碱碱基基配配对对原原则则,第第三三对对碱碱基基有有一一定定的的自自由由度度,可可以以“摆摆动动”,这这种现象称为密码子的摆动性。种现象称为密码子的摆动性。18U摆动配对摆动配对1920密码子、反密码子配对的摆动现象密码子、反密码子配对的摆动现象tRNA反密码子第1位碱基IUGACmRNA密码子第3位碱基U,C,AA,GU,CUG21 遗传密码三联子 tRNAtRNA的结构、功能与种类的结构、功能与种类 核糖体的结构与功能核糖体的结构与功能 蛋白质合成的过程蛋白质合成的过程 蛋白质的运转机制蛋白质的运转机制Contents22二、tRNA的结构、功能与种类(一)tRNA的结构tRNA由73-9
6、3个核苷酸组成,含大量稀有碱基,如假尿嘧啶核苷(),各种甲基化的嘌呤和嘧啶,二氢尿嘧啶(hU或D)和(T)等。tRNA分子是单股RNA。二级结构:三叶草形2324二、tRNA的结构、功能与种类(一)tRNA的结构 2、三级结构:“L”形氢键252627(二)tRNA的功能1、解读mRNA的遗传信息2、运输的工具,运载氨基酸tRNA有两个关键部位:3端CCA:接受氨基酸,形成氨酰-tRNA。与mRNA结合部位反密码子部位2835ICCA-OH53CCA-OHG G CC C GtRNA凭借自身的反密码子与mRNA链上的密码子相识别,把所带氨基酸放到肽链的一定位置。291、起始tRNA和延伸tRN
7、A(三)tRNA的种类能特异地识别mRNA模板上起始密码子的tRNA称起始tRNA,其他tRNA统称为延伸tRNA(P119)。30P119、P120:真核生物:起始密码子AUG 所编码的氨基酸是Met,起始AA-tRNA为Met-tRNAMet。原核生物:起始密码子AUG 所编码的氨基酸并不是 甲硫氨酸本身,而是甲酰甲硫氨酸,起始AA-tRNA为fMet-tRNAfMet312、同工tRNA(cognate RNA)(三)tRNA的种类 代表同一种氨基酸的tRNA称为同工tRNA。同工tRNA既要有不同的反密码子以识别该氨基酸的各种同义密码,又要有某种结构上的共同性,能被相同的氨基酰-tRN
8、A合成酶识别(P119)。323、校正tRNA(三)tRNA的种类校正无义突变和错义突变。33 无义突变(nonsensemutation):在蛋白质的结构基因中,一个核苷酸的改变可能使代表某个氨基酸的密码子变成终止密码子(UAG、UGA、UAA),使蛋白质合成提前终止,合成无功能的或无意义的多肽,这种突变就称为无义突变。错义突变(missensemutation):由于结构基因中某个核苷酸的变化使一种氨基酸的密码子变为另一种氨基酸的密码子,这种基因突变叫错义突变。GGA(甘氨酸)AGA(精氨酸)34无义突变3536错义抑制37 遗传密码三联子 tRNAtRNA的结构、功能与种类的结构、功能与
9、种类 核糖体的结构与功能核糖体的结构与功能 蛋白质合成的过程蛋白质合成的过程 蛋白质的运转机制蛋白质的运转机制Contents38三、核糖体的结构与功能(一)核糖体的结构大小两个亚基v核糖体蛋白v核糖体RNA39占总RNA量的80%。原核rRNA主要分为5S、16S、23S三种真核rRNA主要分为5S、28S、5.8S、18SrRNA40核核糖糖体体的的组组成成41原核和真核生物核糖体的组成及功能核糖体亚基rRNAs蛋白RNA的特异顺序和功能细菌70S50S23S=2904b31种(L1-L31)含CGAAC和GTCG互补2.5106D5S=120b66%RNA30S16S=1542b21种(
10、S1-S21)16SRNA(CCUCCU)和S-D顺序(AGGAGG)互补哺乳动物80S60S28S=4718b49种有GAUC和tRNAfMat的TCG互补4.2106D5S=120b60%RNA5.8S=160b40S18S=1874b33种和Capm7G结合424344三、核糖体的结构与功能(二)核糖体的功能:合成蛋白质45在单个核糖体上,可划分多个功能活性中心,在蛋白质合成过程中各有专一的识别作用和功能。8个重要的功能域位点:与mRNA结合部位小亚基结合或接受AA-tRNA部位A(aminoacyl-tRNA site)大亚基在肽链延长过程中与肽链的结合位点P(peptide site
11、)大亚基空载tRNA离开核糖体的出口位点E(exit site)大亚基形成肽键的部位(转肽酶中心)大亚基延伸因子-氨基酰-tRNA-GTP复合体进入核糖体位点(EF-Tu-aa-tRNA-GTP site)肽链转位因子结合位点(EF-G site)核糖体大亚基与5sRNA结合位点(5s RNA site)4647 遗传密码三联子 tRNAtRNA的结构、功能与种类的结构、功能与种类 核糖体的结构与功能核糖体的结构与功能 蛋白质翻译的过程蛋白质翻译的过程 蛋白质的运转机制蛋白质的运转机制Contents48四、蛋白质翻译的过程P126氨基酸的活化翻译的起始肽链的延伸肽链的终止蛋白质前体的加工49
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