蛋白质生物合成simple精选PPT.ppt
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1、关于蛋白质生物合成simple第1页,讲稿共63张,创作于星期三遗遗传传信信息息流流动动示示意意图图核糖体核糖体DNAmRNAtRNA第2页,讲稿共63张,创作于星期三第一节 蛋白质合成体系第二节 蛋白质合成的机理第三节 肽链合成后的折叠与加工第四节 蛋白质定位第3页,讲稿共63张,创作于星期三二、tRNA三、核糖体核糖体第一节第一节蛋白质合成体系蛋白质合成体系一、一、mRNA和遗传密码和遗传密码四、四、辅助因子辅助因子第4页,讲稿共63张,创作于星期三mRNA (messengerRNA)是蛋白质生物合成过程中直是蛋白质生物合成过程中直接指令氨基酸掺入的模板,是遗传信息的载体。接指令氨基酸掺
2、入的模板,是遗传信息的载体。mRNAmRNA原核生物和真核生物原核生物和真核生物mRNA的比较的比较第5页,讲稿共63张,创作于星期三遗 传 密 码 遗遗传传密密码码:DNA(或或mRNA)中中的的核核苷苷酸酸序序列列与与蛋白质中氨基酸序列之间的对应关系称为遗传密码。蛋白质中氨基酸序列之间的对应关系称为遗传密码。密密码码子子(codon):mRNA上上每每3个个相相邻邻的的核核苷苷酸酸编编码码蛋蛋白白质质多多肽肽链链中中的的一一个个氨氨基基酸酸,这这三三个个核核苷苷酸就称为一个密码子或三联体密码。酸就称为一个密码子或三联体密码。三联体密码的破译三联体密码的破译遗传密码字典遗传密码字典遗传密码的
3、性质遗传密码的性质第6页,讲稿共63张,创作于星期三三联体密码的破译1954年年Gamov确认核酸分子中三个碱基决定一个氨基确认核酸分子中三个碱基决定一个氨基酸酸 1961年年Crick等用遗传学方法也证实三联体密码子学等用遗传学方法也证实三联体密码子学说是正确的说是正确的 Nirenberg以均聚物共聚物为模板指导多肽的合成以均聚物共聚物为模板指导多肽的合成,寻找到了破译遗传密码的途径寻找到了破译遗传密码的途径 Khorana以以共聚物指导多肽的合成,加快了破译遗传共聚物指导多肽的合成,加快了破译遗传密码的步伐密码的步伐第7页,讲稿共63张,创作于星期三缺失或插入核苷酸引起三联体密码的改变缺
4、失或插入核苷酸引起三联体密码的改变CATCATCATCATCATCATCATCACATCATCATCATCCATCACAXTCATCATCATCAXTXCATXCATCATCAT-1-1,+1+3第8页,讲稿共63张,创作于星期三以均聚物为模板指导多肽的合成PolyU为模板,产生的多肽链为为模板,产生的多肽链为PolyPhePolyA为模板,产生的多肽链为为模板,产生的多肽链为PolyLysPolyC为模板,产生的多肽链为为模板,产生的多肽链为PolyPro第9页,讲稿共63张,创作于星期三以特定的共聚物为模板指导多肽的合成(1)以以多多聚聚二二核核苷苷酸酸作作模模板板可可合合成成由由2个个氨
5、氨基基酸酸组组成成的的多多肽肽,如如以以PolyUG为为模模板板,合合成成产产物物为为PolyLys-Val。(2)以多聚三核苷酸作为模板,可得三种氨以多聚三核苷酸作为模板,可得三种氨基酸组成的多肽。基酸组成的多肽。第10页,讲稿共63张,创作于星期三核糖体结合技术技术要点:保温 硝酸纤维滤膜过滤硝酸纤维滤膜过滤分析留在滤膜上的核糖体核糖体-AAtRNA 确定与核糖体结合的AA以人工合成的以人工合成的三核苷酸为模板三核苷酸为模板三核苷酸为模板三核苷酸为模板+核糖体核糖体核糖体核糖体+AA-tRNA第11页,讲稿共63张,创作于星期三遗传密码字典遗传密码字典UACGUCAGUCAG第二位第二位第
6、一位第一位(5)第三位第三位(3)UCAGUCAGUCAG第12页,讲稿共63张,创作于星期三第13页,讲稿共63张,创作于星期三64种密码中,种密码中,61种是种是Aa的密码子,的密码子,AUG和和GUG的特殊性的特殊性肽链内部肽链内部Met的密码子的密码子AUG原核生物编码甲酰甲硫原核生物编码甲酰甲硫氨酸氨酸起始密码起始密码真核生物编码甲硫氨酸真核生物编码甲硫氨酸l另有三种是终止密码(标点密码子、无意义密码子):另有三种是终止密码(标点密码子、无意义密码子):UAA(琥(琥珀密码子)珀密码子)UAG(乳石密码子)(乳石密码子)UGA(赭石密码子)(赭石密码子)第14页,讲稿共63张,创作于
7、星期三遗传密码的性质遗传密码的性质1、密码是、密码是无标点符号无标点符号的且相邻密码子的且相邻密码子互不重叠互不重叠。2、密码的、密码的简并性简并性:由一种以上密码子编码同一个:由一种以上密码子编码同一个氨基酸的现象称为氨基酸的现象称为简并性(简并性(dogeneracy),对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子),对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子(Synonymouscodon)。密码的简并性可以减少有害突变。密码的简并性可以减少有害突变。3、密码的、密码的摆动性(变偶性):摆动性(变偶性):密码的专一性主要是由第一第二个碱密码的专一性主要是由第一第二个碱基所决定,基所决定,tRNA上
8、的反密码子与上的反密码子与mRNA密码子配对时,密码子的密码子配对时,密码子的第一、二位碱基是严格的,第三位碱基可以有一定的变动。第一、二位碱基是严格的,第三位碱基可以有一定的变动。Crick称这一为变偶性(称这一为变偶性(wobble).4、密码的通用性和变异性、密码的通用性和变异性5、64组密码子中,组密码子中,AUG既是既是Met的密码,又是起始密码;有三组密的密码,又是起始密码;有三组密码不编码任何氨基酸,而是多肽链合成的终止密码子:码不编码任何氨基酸,而是多肽链合成的终止密码子:UAG、UAA、UGA。第15页,讲稿共63张,创作于星期三密码子是不重叠的并且无标点:密码子是不重叠的并
9、且无标点:A B C D E F G H I J K H Aa1 Aa2 Aa3 Aa4 第16页,讲稿共63张,创作于星期三反密码子与密码子之间的碱基配对反密码子与密码子之间的碱基配对AUCG反密码子第一位碱基反密码子第一位碱基密码子第三位碱基密码子第三位碱基GUCUAGIUCA第17页,讲稿共63张,创作于星期三1966年年Crick根据立体化学原理提出:根据立体化学原理提出:(2)有些反密码子的第一个碱基(按)有些反密码子的第一个碱基(按5-3)决定了)决定了该该tRNA识别密码子的数目。识别密码子的数目。(3)当一种氨基酸有几个密码子时,只要他们的第一)当一种氨基酸有几个密码子时,只要
10、他们的第一和第二个碱基中有一个不同,则需要不同的和第二个碱基中有一个不同,则需要不同的tRNA来识来识别。别。(1)mRNA上的密码子的第一、第二个碱基上的密码子的第一、第二个碱基与与tRNA上上的反密码子相应的碱基形成强的配对;密码的专一性主的反密码子相应的碱基形成强的配对;密码的专一性主要是由这两个碱基对的要是由这两个碱基对的作用。作用。第18页,讲稿共63张,创作于星期三人线粒体中变异的密码子人线粒体中变异的密码子UGA终止信号终止信号TrpAUAIleMetAGAArg终止信号终止信号AGGArg终止信号终止信号密码子密码子正常情况下编码正常情况下编码线粒体线粒体DNA编码编码第19页
11、,讲稿共63张,创作于星期三原核细胞原核细胞mRNAmRNA的结构特点的结构特点53顺反子顺反子顺反子顺反子顺反子顺反子插入顺序插入顺序插入顺序插入顺序先导区先导区末端顺序末端顺序AGGAGGUAGGAGGUSD区区特点特点半衰期短半衰期短许多原核生物许多原核生物mRNAmRNA以多顺反子形式存在以多顺反子形式存在AUGAUG作为起始密码;作为起始密码;AUGAUG上游上游7 71212个核苷酸处有一被称为个核苷酸处有一被称为SDSD序列的保守区,序列的保守区,16S rRNA3-16S rRNA3-端反向互补而使端反向互补而使mRNAmRNA与核糖体结合。与核糖体结合。第20页,讲稿共63张
12、,创作于星期三真核细胞真核细胞mRNAmRNA的结构特点的结构特点5“帽子帽子”PolyA3 顺反子顺反子m7G-5ppp-N-3p帽子结构功能帽子结构功能使使mRNAmRNA免遭核酸酶的破坏免遭核酸酶的破坏使使mRNAmRNA能与核糖体小亚基结合并开始合成能与核糖体小亚基结合并开始合成蛋白质蛋白质被蛋白质合成的起始因子所识别,从而被蛋白质合成的起始因子所识别,从而促进蛋白质的合成。促进蛋白质的合成。Poly(A)Poly(A)Poly(A)Poly(A)尾巴的功能尾巴的功能尾巴的功能尾巴的功能是是mRNAmRNA由细胞核进入细胞质所由细胞核进入细胞质所必需的形式必需的形式它大大提高了它大大提
13、高了mRNAmRNA在细胞质中在细胞质中的稳定性的稳定性AAAAAAA-OH第21页,讲稿共63张,创作于星期三tRNA(transferribonucleicasid)在蛋白质合成中处于关键地位,它不但)在蛋白质合成中处于关键地位,它不但为每个三联体密码子译成氨基酸提供接合体,还为准确无误地将活化的氨基酸为每个三联体密码子译成氨基酸提供接合体,还为准确无误地将活化的氨基酸运送到核糖体中运送到核糖体中mRNA模板上。模板上。1、tRNA的结构特征的结构特征2、tRNA的功能的功能tRNA的接头的接头(adaptor)作用作用 3-端上的氨基酸接受位点端上的氨基酸接受位点 识别氨酰识别氨酰-tR
14、NA合成酶的位点合成酶的位点 核糖体识别位点核糖体识别位点 反密码子位点反密码子位点 t RNA第22页,讲稿共63张,创作于星期三第23页,讲稿共63张,创作于星期三密密码码子子与与反反密密码码子子的的配配对对关关系系反密码子反密码子tRNA5 3 AUC5 mRNA3 密码子密码子123第24页,讲稿共63张,创作于星期三核糖体核糖体核核糖糖体体是由是由rRNA(ribosomalribonucleicasid)和多种蛋白质结合而成的一种大的核糖核蛋白颗粒,)和多种蛋白质结合而成的一种大的核糖核蛋白颗粒,蛋白质肽键的合成就是在这种核糖体上进行的。蛋白质肽键的合成就是在这种核糖体上进行的。2
15、、核糖体的功能核糖体的功能1、核糖体的结构和组成、核糖体的结构和组成第25页,讲稿共63张,创作于星期三核核糖糖体体的的组组成成原核生物核原核生物核原核生物核原核生物核糖体的组成糖体的组成糖体的组成糖体的组成34protein21protein23SRNA5SRNA16SRNA50Ssubunit70Sribosome30Ssubunit原核生物核糖体结构示意图原核生物核糖体结构示意图30Ssubunit50Ssubunit第26页,讲稿共63张,创作于星期三核糖体的功能核糖体的功能 小亚基:结合小亚基:结合mRNA及及tRNA反密码区段反密码区段 功能功能 大亚基:结合大亚基:结合tRNA其
16、它区段其它区段A位位氨酰氨酰tRNA进入部位进入部位 核糖体的活性中心核糖体的活性中心P位位与正在延伸的肽酰与正在延伸的肽酰tRNA结合部位结合部位第27页,讲稿共63张,创作于星期三原核细胞原核细胞70S核糖体的核糖体的A位、位、P位及位及mRNA结合部位示意图结合部位示意图30S30S与与mRNA结合部位结合部位P P位位位位(结合结合或接受肽基或接受肽基的部位)的部位)A A位位位位(结合或接结合或接受受AA-tRNA的的部位)部位)50S50S5 5 3 3 mRNAmRNA第28页,讲稿共63张,创作于星期三多聚核糖体多聚核糖体在在一一个个mRNA分分子子中中结结合合一一定定数数目目
17、的的单单位位核糖体称为多聚核糖体核糖体称为多聚核糖体。第29页,讲稿共63张,创作于星期三真核和原核细胞参与翻译的蛋白质因子真核和原核细胞参与翻译的蛋白质因子阶段阶段阶段阶段原核原核原核原核真核真核真核真核功功功功能能能能IF1IF1IF2IF2eIF2eIF2参与起始复合物的形成参与起始复合物的形成参与起始复合物的形成参与起始复合物的形成IF3IF3 eIF3eIF3、eIF4CeIF4C起始起始起始起始CBPICBPI与与与与mRNAmRNA帽子结合帽子结合帽子结合帽子结合eIF4ABFeIF4ABF参与寻找第一个参与寻找第一个参与寻找第一个参与寻找第一个AUGAUGeIF5eIF5协助协
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