蛋白质的生物合成翻译 (3)课件.ppt
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1、关于蛋白质的生物合成翻译(3)现在学习的是第1页,共36页遗传密码遗传密码u 三联子三联子 mRNA mRNA上每上每3 3个核苷酸翻译成蛋白质个核苷酸翻译成蛋白质多肽链上的一个氨基酸,这多肽链上的一个氨基酸,这3 3个核苷酸个核苷酸就称为密码,也称三联子密码。就称为密码,也称三联子密码。由起始密码子开始,到终止密码子由起始密码子开始,到终止密码子结束的核酸序列,称为可译框架(结束的核酸序列,称为可译框架(OFROFR)或开放阅读框。或开放阅读框。现在学习的是第2页,共36页遗传密码遗传密码u 遗传密码的破译遗传密码的破译 1955 1955年,年,Gamov G.Gamov G.在在Natu
2、reNature杂志上首次发表了遗杂志上首次发表了遗传密码的理论研究文章。传密码的理论研究文章。1961 1961年,年,NirenbergNirenberg等用大肠杆菌无细胞体系研等用大肠杆菌无细胞体系研究了密码子和氨基酸。究了密码子和氨基酸。1966 1966年,编写出遗传密码字典。年,编写出遗传密码字典。1961 1961年,年,CrickCrick和和Brenner S.Brenner S.等设计了一个实验有等设计了一个实验有力地证实了三联密码的真实性。力地证实了三联密码的真实性。现在学习的是第3页,共36页5-磷酸末端的碱基中间的碱基3-OH末端的碱基UCAGU苯丙氨酸丝氨酸酪氨酸半
3、胱氨酸U苯丙氨酸丝氨酸酪氨酸半胱氨酸C亮氨酸丝氨酸终止信号终止信号A亮氨酸丝氨酸终止信号色氨酸GC亮氨酸脯氨酸组氨酸精氨酸U亮氨酸脯氨酸组氨酸精氨酸C亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸A亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸GA异亮氨酸苏氨酸天冬酰胺丝氨酸U异亮氨酸苏氨酸天冬酰胺丝氨酸C异亮氨酸苏氨酸赖氨酸精氨酸A甲硫氨酸和甲酰甲硫氨酸苏氨酸赖氨酸精氨酸GG缬氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸U缬氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸C缬氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸A缬氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸G现在学习的是第4页,共36页tRNA tRNA tRNA是具有携带并转运氨基酸功能的一类小分子核是具有携带并转运氨基酸功能的一类小分子核糖核酸,在蛋白质
4、合成中处于关键地位,它不但为每个糖核酸,在蛋白质合成中处于关键地位,它不但为每个三联密码子翻译成氨基酸提供了接合体,还为准确无误三联密码子翻译成氨基酸提供了接合体,还为准确无误地将所需氨基酸运送到核糖体上提供了运送载体。地将所需氨基酸运送到核糖体上提供了运送载体。所有所有tRNAtRNA都具有共同的特征:存在经过特殊修饰的碱都具有共同的特征:存在经过特殊修饰的碱基,基,tRNAtRNA的的33端都以端都以CCA-OHCCA-OH结束,该位点是结束,该位点是tRNAtRNA与相应与相应氨基酸结合的位点氨基酸结合的位点 。现在学习的是第5页,共36页遗传密码遗传密码u 遗传密码的基本特性遗传密码的
5、基本特性 l 密码的连续性密码的连续性l 密码的简并性密码的简并性 l 密码的变偶性密码的变偶性 l 密码的通用性和变异性密码的通用性和变异性 l 起始密码与终止密码起始密码与终止密码 l 氨基酸特性与遗传密码的关系氨基酸特性与遗传密码的关系 现在学习的是第6页,共36页tRNAu 结构结构(三叶草形二级结构)(三叶草形二级结构)受体臂受体臂 主要由链两端序列碱基配对形成的杆状结构和主要由链两端序列碱基配对形成的杆状结构和33端未配对的端未配对的3-43-4个碱基所组成,个碱基所组成,33端的最后端的最后3 3个碱序个碱序列永远是列永远是CCACCA。T TC C臂臂 (含假尿嘧啶)(含假尿嘧
6、啶)反密码子臂反密码子臂 D D臂臂 (含二氢尿嘧啶)(含二氢尿嘧啶)现在学习的是第7页,共36页tRNAu 结构结构(L L形三级结构)形三级结构)tRNA tRNA的三级结构主要由在二级结的三级结构主要由在二级结构中未配对碱基间形成三级氢键,而构中未配对碱基间形成三级氢键,而引发分子重排,从而形成新的双螺旋引发分子重排,从而形成新的双螺旋结构。受体臂和结构。受体臂和T TC C臂的杆状区域构臂的杆状区域构成了第一个双螺旋,成了第一个双螺旋,D D臂和反密码子臂和反密码子臂的杆状,区域形成了第二个双螺旋,臂的杆状,区域形成了第二个双螺旋,两个双螺旋上各有一个缺口。两个双螺旋上各有一个缺口。现
7、在学习的是第8页,共36页tRNAu 功能功能 翻译成氨基酸的遗传信息以三联密码子的形式存在于翻译成氨基酸的遗传信息以三联密码子的形式存在于mRNAmRNA分子分子上,在合成蛋白质时依赖于上,在合成蛋白质时依赖于tRNAtRNA的解码机制。的解码机制。生物机体内的生物机体内的2020种氨基酸都各有其特定的种氨基酸都各有其特定的tRNAtRNA,而且一种氨,而且一种氨基酸常有数种基酸常有数种tRNAtRNA,在,在ATPATP和酶的存在下,通过氨酰和酶的存在下,通过氨酰tRNAtRNA合成酶活合成酶活化,消耗两分子高能磷酸键,进而与特定的化,消耗两分子高能磷酸键,进而与特定的tRNAtRNA结合
8、,生成有结合,生成有活性的氨酰活性的氨酰-tRNA-tRNA,被带往,被带往mRNA-mRNA-核糖体复合物中,插入多肽链核糖体复合物中,插入多肽链的适当位置。的适当位置。现在学习的是第9页,共36页tRNAu 种类种类 起始起始tRNAtRNA和延伸和延伸tRNA tRNA 能特异识别能特异识别mRNAmRNA模板上起始密码子的模板上起始密码子的tRNAtRNA,称起始,称起始tRNA(tRNA(tRNAiMet和和tRNAifMet),其它,其它tRNAtRNA统称为延伸统称为延伸tRNA(tRNA(tRNAMet)。同工同工tRNA tRNA 由于密码子的简并性,生物机体中可能有多个由于
9、密码子的简并性,生物机体中可能有多个tRNAtRNA来识别一种氨基酸的多个密码来识别一种氨基酸的多个密码子,我们代表相同氨基酸的几个子,我们代表相同氨基酸的几个tRNAtRNA称为称为同工同工tRNAtRNA。校正校正tRNA tRNA 在结构基因中,核苷酸的改变可能使代表氨基酸的密码子发生变化,从而使在结构基因中,核苷酸的改变可能使代表氨基酸的密码子发生变化,从而使合成的多肽可能失去功能或部分功能。合成的多肽可能失去功能或部分功能。现在学习的是第10页,共36页基因突变及校正基因突变及校正 同义突变同义突变 同义突变是基因突变改变了密码子的组成,但由于密码子具有简并性而未同义突变是基因突变改
10、变了密码子的组成,但由于密码子具有简并性而未改变所编码氨基酸的突变。改变所编码氨基酸的突变。错义突变错义突变 错义突变是基因突变改变了所编码氨基酸的种类或位置的突变,能错义突变是基因突变改变了所编码氨基酸的种类或位置的突变,能不同程度地影响蛋白质或酶的活性。不同程度地影响蛋白质或酶的活性。无义突变无义突变 当单个碱基置换导致出现终止密码子(当单个碱基置换导致出现终止密码子(UAGUAG、UAAUAA、UGAUGA)时,多肽链)时,多肽链将提前终止合成,所产生的蛋白质(或酶)大都失去活性或丧失正将提前终止合成,所产生的蛋白质(或酶)大都失去活性或丧失正常功能常功能。现在学习的是第11页,共36页
11、基因突变及校正基因突变及校正 终止密码突变终止密码突变 当当RNARNA分子中一个终止密码发生突变,成为编码氨基酸的密码子,从而形分子中一个终止密码发生突变,成为编码氨基酸的密码子,从而形成异常延长的肽链。成异常延长的肽链。抑制基因突变抑制基因突变 基因内部不同位置上的碱基发生了两次突变,其中一次抑制另一基因内部不同位置上的碱基发生了两次突变,其中一次抑制另一次突变的遗传效应次突变的遗传效应,后一基因称为前一基因的抑制基因。后一基因称为前一基因的抑制基因。移码突变与整码突变移码突变与整码突变 移码突变是指移码突变是指DNADNA链上插入或丢失链上插入或丢失1 1个或个或2 2个甚至多个碱基(但
12、不是三个甚至多个碱基(但不是三联密码子及其倍数),在读码时,导致原来的密码子移位。联密码子及其倍数),在读码时,导致原来的密码子移位。现在学习的是第12页,共36页核糖体核糖体u 结构结构 大小亚基大小亚基 真核生物核糖体为真核生物核糖体为80S80S,分为,分为40S40S小亚基和小亚基和60S60S大亚基,原核生物核大亚基,原核生物核糖体为糖体为70S70S,分为,分为30S30S小亚基和小亚基和50S50S大亚基。大亚基。核糖体蛋白核糖体蛋白 核糖体核糖体RNARNA 核糖体上有多个活性中心,每个中心都由一组特殊的核糖体蛋白核糖体上有多个活性中心,每个中心都由一组特殊的核糖体蛋白质构成。
13、质构成。原核生物包括原核生物包括5S5S、16S16S和和23S rRNA23S rRNA,真核生物包括,真核生物包括5S5S、5.8S5.8S、18S18S和和28S 28S rRNArRNA。现在学习的是第13页,共36页核糖体核糖体u 结构结构 核糖体上有核糖体上有3 3个个tRNAtRNA结合位结合位点,分别称为点,分别称为P P位(肽酰基位,位(肽酰基位,是肽酰是肽酰-tRNA-tRNA的结合位点)、的结合位点)、A A位位(氨酰基位,是氨酰(氨酰基位,是氨酰-tRNA-tRNA的的结合位点)和结合位点)和E E位(空载位(空载tRNAtRNA的脱出位点)。的脱出位点)。具有具有3
14、3个个tRNAtRNA结合位点结合位点 现在学习的是第14页,共36页核糖体核糖体u 功能功能 核糖体小亚基负责模板核糖体小亚基负责模板mRNAmRNA进行序列特异性识别。大亚基负责携带氨基酸进行序列特异性识别。大亚基负责携带氨基酸及及tRNAtRNA的功能。在真核细胞中还发现了多聚核糖体。的功能。在真核细胞中还发现了多聚核糖体。核糖体包括多个活性核糖体包括多个活性中心即中心即mRNAmRNA结合部位、结合部位、A A位、位、P P位、肽基转移部位及形成肽位、肽基转移部位及形成肽键的部位,还有各种延伸因子键的部位,还有各种延伸因子的结合位点。的结合位点。现在学习的是第15页,共36页翻译过程翻
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