蛋白质的生物合成翻译000001.pptx
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会计学主要内容第一节蛋白质合成体系的组成Geneticinformationisperpetuatedbyreplication(复制)inwhichadouble-strandednucleicacidisduplicatedtogiveidenticalcopies.基因表达包括转录(transcription)和翻译(translation)两个阶段。转录是指拷贝出一条与DNA链序列完全相同(除了T→U之外)的RNA单链的过程,是基因表达的核心步骤。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序列、合成蛋白质多肽链的过程,是基因表达的最终目的。只有mRNA所携带的遗传信息才被用来指导蛋白质生物合成,所以人们一般用U、C、A、G这4种核苷酸而不是T、C、A、G的组合来表示遗传性状。所谓翻译是指将mRNA链上的核苷酸从一个特定的起始位点开始,按每3个核苷酸代表一个氨基酸的原则,依次合成一条多肽链的过程。二.遗传密码——三联子50-60年代破译遗传密码方面的三项重要成果:(1)PaulZamecnik等人证实细胞中蛋白质合成的场所。他们把放射性标记的氨基酸注射到大鼠体内,经过一段时间后收获其肝脏,进行蔗糖梯度沉淀并分析各种细胞成份中的放射性蛋白质。如果注射后经数小时(或数天)收获肝脏,所有细胞成份中都带有放射性标记的蛋白质;如果注射后几分钟内即收获肝脏,那么,放射性标记只存在于含有核糖体颗粒的细胞质成份中。/2)FrancisCrick等人第一次证实只有用三联子密码的形式才能把包含在由AUGC四个字母组成遗传信息(核酸)准确无误地翻译成由20种不同氨基酸组成的蛋白质序列,实现遗传信息的表达。实验1:用吖啶类试剂(诱导核苷酸插入或丢失)处理T4噬菌体rII位点上的两个基因,使之发生移码突变(frame-shift),就生成完全不同的、没有功能的蛋白质。实验2:研究烟草坏死卫星病毒发现,其外壳蛋白亚基由400个氨基酸组成,相应的RNA片段长1200个核苷酸,与密码三联子体系正好相吻合。//实验3:以均聚物为模板指导多肽的合成。在含有tRNA、核糖体、AA-tRNA合成酶及其它蛋白质因子的细胞抽提物中加入mRNA或人工合成的均聚物作为模板以及ATP、GTP、氨基酸等成分时又能合成新的肽链,新生肽链的氨基酸顺序由外加的模板来决定。1961年,Nirenberg等以poly(U)作模板时发现合成了多聚苯丙氨酸,从而推出UUU代表苯丙氨酸(Phe)。以poly(C)及poly(A)做模板分别得到多聚脯氨酸和多聚赖氨酸。实验4:以特定序列的共聚物为模板指导多肽的合成。以多聚二核苷酸作模板可合成由2个氨基酸组成的多肽,5'…UGUGUGUGUGUGUGUGUG…3',不管读码从U开始还是从G开始,都只能有UGU(Cys)及GUG(Val)两种密码子。实验5:以共聚三核苷酸作为模板可得到有3种氨基酸组成的多肽。如以多聚(UUC)为模板,可能有3种起读方式:5’…UUCUUCUUCUUCUUC…3’或5’…UCUUCUUCUUCUUCU…3’或5‘…CUUCUUCUUCUUCUU…3’分别产生UUC(Phe)、UCU(Ser)或CUU(Leu).多聚三核苷酸为模板时也可能只合成2种多肽:5’…GUAGUAGUAGUAGUA…3’或5’…UAGUAGUAGUAGUAG…3’或5’…AGUAGUAGUAGUAGU…3’由第二种读码方式产生的密码子UAG是终止密码,不编码任何氨基酸,因此,只产生GUA(Val)或AGU(Ser)。实验6:以随机多聚物指导多肽合成。Nirenberg等及Ochoa等又用各种随机的多聚物作模板合成多肽。例如,以只含A、C的多聚核苷酸作模板,任意排列时可出现8种三联子,即CCC、CCA、CAC、ACC、CAA、ACA、AAC、AAA,获得由Asn、His、Pro、Gln、Thr、Lys等6种氨基酸组成的多肽。(3)氨基酸的“活化”与核糖体结合技术。如果把氨基酸与ATP和肝脏细胞质共培养,氨基酸就会被固定在某些热稳定且可溶性RNA分子(transferRNA,tRNA)上。现将氨基酸活化后的产物称为氨基酰-tRNA(aminoacyl-tRNA),并把催化该过程的酶称为氨基酰合成酶(aminoacyl-tRNASynthetase)。以人工合成的三核苷酸如UUU、UCU、UGU等为模板,在含核糖体、AA-tRNA的反应液中保温后通过硝酸纤维素滤膜,只有游离的AA-tRNA因相对分子质量小而通过滤膜,而核糖体或与核糖体结合的AA-tRNA则留在滤膜上,这样可把已结合与未结合的AA-tRNA分开。当体系中带有多聚核苷酸模板时,从大肠杆菌中提取的核糖体经常与特异性氨基酰-