生物化学2第九章蛋白质的生物合成.ppt

第九章??????蛋白质的生物合成 三、蛋白质生物合成的机制 第九章 蛋白质的生物合成 一、概述 （一）翻译 在遗传信息传递过程中，DNA将其遗传信息转录给mRNA，mRNA再指导蛋白质的合成。 将mRNA分子中核苷酸残基顺序转变成蛋白质分子中氨基酸残基顺序的过程叫做“翻译”。 （二）遗传密码 遗传密码: DNA（或mRNA）中的核苷酸序列与蛋白质中氨基酸序列之间的对应关系称为遗传密码。 三联体密码（triplet code，密码子）：即mRNA中3个连续的核苷酸。 4种核苷酸，每3种组成一种密码，一共可组成43 =64 种密码，除了三种终止密码子外，剩下的61个密码子代表20种天然氨基酸。 因此许多氨基酸的密码子不止一个。 ? 1954年Gamov确认核酸分子中三个碱基决定一个氨基酸 ? 1961年Crick 等用遗传学方法也证实三联体密码子学说是正确的 ? Nirenberg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 ? Khorana以共聚物指导多肽的合成，加快了破译遗传密码的步伐。 1、连续性和不重叠性 密码子在mRNA链上是连续排列的，两个密码子之间没有任何标点隔开，相邻的密码子核苷酸序列也不重叠（少数病毒中部分基因的遗传密码是重叠的）。 因此在阅读密码时，必须首先找到正确起点，由起点开始，沿5’ 3’ 方向，每3个核苷酸残基为以组，连续阅读下去，直到终止密码为止。 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(open reading frame，ORF)。 也正因为密码子之间没有间隔，所以如果错插入或删去1个碱基，就会导致其后密码子的阅读框架改变，造成移码误译，叫做“移码突变”。 2、简并性 同一种氨基酸具有多种密码子的现象叫做密码子的简并性（dogeneracy） 。 除色氨酸和甲硫氨酸只有一个密码子外，其他氨基酸的密码子都在两种以上。 为同一种氨基酸编码的一组密码子叫做“同义密码”（ Synonymous codon） 。 同义密码的第一、第二两个核苷酸残基总是相同的，不同的是第三个核苷酸残基，这种现象叫做“摆动现象”（变偶性，wobble ）。 因此密码子的特异性是由前两个碱基决定的。 密码子的简并性使得在密码子的第三位碱基发生突变时，仍能翻译出正确的氨基酸，使合成的蛋白质保持正常，这对维持物种的稳定具有重要意义。 3、通用性（ Universal ） 生物界所有物种都通用这套遗传密码。即：不论原核生物、真核生物还是病毒基本上都用这套密码。 但哺乳动物线粒体的遗传密码有的不同于标准密码。如线粒体中UGA不是终止密码而是色氨酸的密码。AUA是甲硫氨酸的密码，不是异亮氨酸的密码，AGA和AGG不是精氨酸的密码子，而是终止密码子。 二、蛋白质生物合成的条件 1、三种RNA （1）mRNA mRNA负责将DNA的遗传信息传递给蛋白质，起着信使的作用；mRNA还决定蛋白质分子中氨基酸残基的顺序，是蛋白质合成的模板。 每一个氨基酸可以通过mRNA上3个核苷酸序列组成的遗传密码来决定，这些密码以连续的方式连接，组成“读码框架”。读码框架之外的序列称为非编码区（与遗传信息的表达调控有关）。 在读码框架的5’端是由起始密码AUG开始的，它编码一个蛋氨酸； 在读码框架的3’端，含有一个或一个以上的终止密码：UAA、UAG、UGA，其功能是终止这一条多肽链的合成。 在真核生物的3’ 端常常还含有转录后加上去的多聚腺嘌呤核苷酸序列作尾巴，其功能可能与增加mRNA分子稳定性有关。 遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为顺反子(cistron)。 原核生物的一段mRNA常常编码几种功能相关的蛋白质，这种mRNA被称为多顺反子（poly cistron）。 真核生物的一段mRNA常常只能编码一条多肽链，这种mRNA被称为单顺反子（single cistron）。 （2）tRNA