第十二章蛋白质生物合成;第一节
三种RNA在蛋白质生物合成中的作用;遗传密码(又称密码子,简称密码):mRNA分子中含有AGCU四种不同的碱基所代表的核苷酸。从5→3方向每3个相邻的核苷酸组成一个三联密码即遗传密码。
可组成64种不同的密码。包含:20种氨基酸,起始密码,终止密码。;背景环境分析;蛋白质生物合成体系
基本原料:20种编码氨基酸
模板:mRNA
适配器:tRNA
装配机:核蛋白体
主要酶和蛋白质因子:氨基酰-tRNA合成酶、转肽酶、起始因子、延长因子、释放因子等
能源物质:ATP、GTP
无机离子:Mg2+、K+
;(一)mRNA是遗传信息的携带者
mRNA来源、生物遗传信息储存于DNA
mRNA分子中的碱基排列序列决定了蛋白质分子中的氨基酸排列顺序。
mRNA中相邻的3个碱基代表一个氨基酸,三个相邻的碱基称为一组密码,或称三联体密码。
64组密码组成遗传密码表:
起始密码:1组(AUG),兼作Met的密码
终止密码:3组(UAA、UGA、UAG)
61组密码编码20种α-氨基酸;遗传密码表
;mRNA的基本结构;原核生物的多顺反子;遗传密码的特点:
1.连续性;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。;2.方向性;3.简并性
在遗传密码表中,共有64组密码(43)。其中,3组作为翻译的终止密码(UAA、UAG和UGA);AUG兼作翻译的起始密码(AUG是蛋氨酸的密码),其余61组密码(包括AUG作为亮氨酸的密码)共同编码20种α-氨基酸。因此,必然有一种氨基酸由多组密码编码的现象,称为密码的简并性。实际上,除色氨酸与蛋氨酸(由一个密码编码)外,其余氨基酸均由两个或两个以上的密码编码(2~6个)。;各种氨基酸的密码子数目;4.通用性:
无论原核生物如病毒、细菌等和真核生物包括人类都共用一套遗传密码即三联体密码。只是不同生物对密码子具有偏爱性。;(二)tRNA是搬运氨基酸的工具
1.tRNA的结构;tRNA分子中与蛋白质合成有关的位点:
1)氨基酸结合位点;
2)氨酰-tRNA合成酶识别位点;
3)核糖体识别位点;
4)反密码位点:
反密码与密码结合时方向相反。即反密码的第1、2、3位碱基分别与密码的第3、2、1位碱基配对。
;第十八页,共59页。;反密码与密码配对时,反密码的第2、3位碱基分别与密码的第2、1位碱基配对时严格遵循碱基配对规则(即A与U、G与C配对),而反密码的第1位碱基与密码的第3位碱基配对时不严格遵循碱基配对规则,后者成为摆动配对或不稳定配对(wobblebasepair)。;摆动配对情况
通过摆动配对,使得携带有同种氨基酸的不同tRNA分子可分别结合在几种同义密码上。如反密码为IGC的丙氨酰-tRNA,可分别结合到同义密码GCU、GCC、GCA上(GCU、GCC、GCA均为编码丙氨酸的密码)。摆动配对的存在对于保持生物物种的稳定具有重要意义。;tRNA是氨基酸与遗传密码间的适配器;2.氨酰-tRNA
各种氨基酸和对应的tRNA结合后形成的氨基酰-tRNA表示为:
氨基酸的三字母缩写-tRNA氨基酸的三字母缩写
例如:
丙氨酰-tRNA:Ala-tRNAAla
精氨酰-tRNA:Arg-tRNAArg
甲硫氨酰-tRNA:Met-tRNAMet
起始者甲硫氨酰-tRNA:Met-tRNAiMet
延长甲硫氨酰-tRNA:Met-tRNAeMet;在生物体内,一种tRNA只能与一种氨基酸结合(即一种tRNA只能搬运一种氨基酸),而一种氨基酸可与一种以上的tRNA分子结合,所以,tRNA的种类(80种以上)比氨基酸(20种)多。
;(三)核糖体是蛋白质生物合成的场所
核糖体是肽链合成的“装配机”。胞质中核糖体种类:
游离的核糖体---合成细胞固有蛋白
与粗面内质网结合的核糖体
---合成带有信号肽的分泌性蛋白质
核糖体由大、小亚基组成,其组成成份包括rRNA和蛋白质。;;在核糖体上,与蛋白质生物合成有关的主要结构有:
1.有容纳mRNA的部位;
2.有结合氨酰-tRNA的部位,称为氨酰基部位,简称A位;有结合肽酰-tRNA的部位,称为肽酰基部位,简称P位;
3.有结合蛋白质因子的部位;
4.有转肽基酶(transpeptidase)存在,可催化肽键的形成;
5.具有延长因子依赖的GTP酶活性。
A位和P位呈紧密相邻,每个部位的宽度正好相当于mRNA上一个遗传密码的宽度。
;第二十七页,共59页。;第二十八页,共59页。;mRNA与核