遗传信息的翻译.pptx

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1、 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1页/共48页第一节第一节 参与蛋白质合成的物参与蛋白质合成的物质质第2页/共48页一、mRNA和遗传密码1.遗传密码及其破译信使RNA的发现三联子密码（密码子）起始密码子，终止密码子第3页/共48页第4页/共48页2.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5页/共48页 第 三 个 字 母U CA G第6页/共48页二、t tRNA与氨基酸的转运1.1.t tRNA的结构第7页/

2、共48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8页/共48页tRNA的三级结构的三级结构 第9页/共48页第10页/共48页2.tRNA的功能3.tRNA的种类（1）起始tRNA（2）同工tRNA（3）校正tRNA第11页/共48页三、核糖体的结构和功能1.1.核糖体的结构 原核生物核糖体由约2/3的RNA和1/3的蛋白质组成；真核生物核糖体中RNA约占3/5的和蛋白质占2/5。第12页/共48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7

3、0S30S50S80S40S60SrRNA16S-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 第13页/共48页第14页/共48页2.rRNA3.核糖体的功能第15页/共48页第二节 蛋白质生物合成的过程 蛋白质的生物合成也称翻译，即把mRNA分子中碱基排列顺序转变为蛋白质或多肽链中的氨基酸排列顺序的过程。第16页/共48页翻译的过程：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17页/共48页1.

4、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+tRNA 氨酰-tRNA氨酰-tRNA合成酶ATP AMP+PPi第18页/共48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）的密码子，同时作为起始密码子，同时作为起始密码。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-fMet-tRNAtRNA）起始起始tRNAtRNA第19页/共48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

5、的起始阶段，是指mRNAmRNA和和起始起始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起始复合物的过程复合物的过程。需起始因子需起始因子IFIF和和ATPATP、GTPGTP参与。参与。第20页/共48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起始起始密码上游的一段富含嘌呤核苷酸的序列，该密码上游的一段富含嘌呤核苷酸的序列，该序列以序列以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

6、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21页/共48页第22页/共48页第23页/共48页第24页/共48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密码序密码序列的指导列的指导,依次添加氨基酸从依次添加氨基酸从N端向端向C端延端延伸肽链伸肽链,直到合成终止的过程。直到合成终止的过程。需要延伸因子、各种酶和需要延伸因子、各种酶和GTP参与参与。原核生物延伸因子原核生物延伸因子：EF-Tu EF-Ts EF-G第25页/共48页 肽链延伸三个步骤：肽链延伸三个步骤：（1 1）进位

7、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，肽链合成从，肽链合成从NC端进行的。端进行的。第26页/共48页需参与。需参与。新的氨酰-tRNA进入A部位（1）（1）进位第27页/共48页转肽反应在位上进行（2）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28页/共48页（3）移位移位 延长因子延长因子EF-G有移位

8、酶活性，可结合并水有移位酶活性，可结合并水解分子解分子GTP，促进核糖体向，促进核糖体向mRNA的的侧侧移动。移动。第29页/共48页移位转肽第30页/共48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，多肽的终止密码后，多肽链合成停止，肽链从肽酰链合成停止，肽链从肽酰t tRNA中释出，中释出，mRNA、核糖体大、小亚基等分离，这些过程称、核糖体大、小亚基等分离，这些过程称为肽链合成终止为肽链合成终止 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RF-

9、1/-2的活性第31页/共48页IF3IF3RF1RF2RF3GTPGDP+Pi第32页/共48页第三节 翻译后的加工第33页/共48页一、一、N N端端fMetfMet或或MetMet切除切除 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-N-甲酰甲硫氨酸甲酰甲硫氨酸（原

10、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34页/共48页二、二硫键形成二、二硫键形成 多多肽肽链链中中的的二二硫硫键键，是是在在肽肽链链合合成成后后，通过二个半胱氨酸的疏基氧化而形成的通过二个半胱氨酸的疏基氧化而形成的 二二硫硫键键的的形形成成对对于于许许多多酶酶和和蛋蛋白白质质的活性是必需的的活性是必需的第35页/共48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：磷酸化(如核糖体蛋白质)糖基化(如各种糖蛋白)甲基化(如组蛋白、肌肉蛋白质)乙基化(如组蛋白)羟基化(如胶原蛋

11、白)羧基化 等第36页/共48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，糖分子的连接对于正确的折叠十分必要。的，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，属属于于分子伴侣分子伴侣Hsp70Hsp70家庭的一员。有家庭的一员。有两个功能：两个功能：?第37页/共48页2.2.在ERER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实际中所有分泌蛋白和膜蛋白几乎都是被糖基化的蛋白。被糖基化的蛋白。3.3.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复合寡聚糖是在高尔基

12、体中进一步修整和加上糖的残基。和加上糖的残基。第38页/共48页四、剪切四、剪切 很多的前体蛋白很多的前体蛋白要经过剪切后方能成要经过剪切后方能成为成熟的蛋白。为成熟的蛋白。如：胰蛋白酶原经过加工切去部分肽如：胰蛋白酶原经过加工切去部分肽如：胰蛋白酶原经过加工切去部分肽如：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；多蛋白的段才能成为有活性的胰蛋白酶；多蛋白的段才能成为有活性的胰蛋白酶；多蛋白的段才能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前体要经剪切后才能成为成熟的蛋白前体要经剪切后才能成为成熟的蛋白前体要经剪切后才能成为成熟的蛋白-逆逆逆逆转录病毒中的三个

13、基因：转录病毒中的三个基因：转录病毒中的三个基因：转录病毒中的三个基因：envgagpol第39页/共48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，产生前体蛋白以后再从前体中被切除掉。产生前体蛋白以后再从前体中被切除掉。第40页/共48页一一般般真真核核细细胞胞中中一一个个基基因因对对应应一一个个mRNAmRNA，一一个个mRNAmRNA对对应应一一条条多多肽肽链链，但但也也有有少少数数的的情情况况，即即翻翻译译后的多肽链经水解后产生几种不同

14、的蛋白质或多肽。后的多肽链经水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)初初翻翻译产物为译产物为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；ACTH

15、ACTH也也被被切切割割产产生生1313肽肽的的-促促黑黑激激素素(-(-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41页/共48页鸦片促黑皮质素原鸦片促黑皮质素原(POMC)(POMC)的水解修的水解修饰饰POMCNC信号肽信号肽 较短肽链（103肽）肽）ACTH-促黑激素-Endorphin -内啡肽促肾上腺皮质激素-促脂解素-LPH较长肽链脑脑下下垂垂体体前前叶叶细细胞胞中中第42页/共48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43页/共48页第44页/共48页分泌蛋白质的合成和胞吐作用内质网高尔基体泡泡泡融入质膜核糖体芽泡第45页/共48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46页/共48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47页/共48页感谢您的观看！第48页/共48页