DNA復(fù)制、RNA轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)翻譯

1、l第一節(jié)第一節(jié) dnadna的復(fù)制與修復(fù)的復(fù)制與修復(fù) l第二節(jié)第二節(jié) rnarna的生物合成和加工的生物合成和加工 l第三節(jié)第三節(jié)蛋白質(zhì)的生物合成蛋白質(zhì)的生物合成 ldnadna是由四種脫氧核糖核酸所組成的是由四種脫氧核糖核酸所組成的 長鏈大分子，是遺傳信息的攜帶者。長鏈大分子，是遺傳信息的攜帶者。 l生物體的生物體的遺傳信息遺傳信息就貯存在就貯存在dnadna的四的四 種脫氧核糖核酸的種脫氧核糖核酸的排列順序排列順序中。中。 ldnadna通過復(fù)制將遺傳信息由親代傳遞給子代；通過復(fù)制將遺傳信息由親代傳遞給子代； 通過轉(zhuǎn)錄和翻譯，將遺傳信息傳遞給蛋白通過轉(zhuǎn)錄和翻譯，將遺傳信息傳遞給蛋白 質(zhì)分子

2、，從而決定生物的表現(xiàn)型。質(zhì)分子，從而決定生物的表現(xiàn)型。dnadna的復(fù)的復(fù) 制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程就構(gòu)成了遺傳學(xué)的制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程就構(gòu)成了遺傳學(xué)的中中 心法則。心法則。 復(fù)制（復(fù)制（dddpdddp） 轉(zhuǎn)錄（轉(zhuǎn)錄（ddrpddrp） 翻譯翻譯 dna rna dna rna 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 反轉(zhuǎn)錄（反轉(zhuǎn)錄（rddprddp） rna rna 復(fù)制（復(fù)制（rdrprdrp） （一）、半保留復(fù)制（一）、半保留復(fù)制 ldnadna在復(fù)制時，以親代在復(fù)制時，以親代dnadna的每一股作模的每一股作模 板，合成完全相同的兩個雙鏈子代板，合成完全相同的兩個雙鏈子代dnadna， 每個子代每個子代dnadna中

3、都含有一股親代中都含有一股親代dnadna鏈，鏈， 這種現(xiàn)象稱為這種現(xiàn)象稱為dnadna的的半保留復(fù)制半保留復(fù)制。 （二）、（二）、 dnadna復(fù)制的起始點和方式復(fù)制的起始點和方式 l復(fù)制子是復(fù)制子是dnadna能獨立進行復(fù)制的單位。需能獨立進行復(fù)制的單位。需 在特定的位點起始，可能還有終點。在特定的位點起始，可能還有終點。 l在原核生物中，復(fù)制起始點通常為一個，在原核生物中，復(fù)制起始點通常為一個， 復(fù)制方向大多是雙向的，也有單向的，復(fù)制方向大多是雙向的，也有單向的， 而在真核生物中則為多個復(fù)制起始點。而在真核生物中則為多個復(fù)制起始點。 起點 起點 起點 原核生物dna的雙向復(fù)制 （三）、（

4、三）、dna聚合反應(yīng)有關(guān)的酶聚合反應(yīng)有關(guān)的酶 pp pp p ppppp oh oh oh 5 5 ppi n1n2 n3 n1n2n3 5 3 3 dnadna聚合反應(yīng)的特點：聚合反應(yīng)的特點： （1 1） 以以4 4種種dntpdntp為底物；為底物； （2 2） dnadna模板；模板； mgmg2 2+ + （3 3）帶）帶3-oh3-oh末端的引物；末端的引物； （4 4）延長方向）延長方向5 35 3； （5 5）產(chǎn)物）產(chǎn)物dnadna的性質(zhì)與模板相同。的性質(zhì)與模板相同。 dnadna聚合酶聚合酶 mg2+ l在在原核生物原核生物（大腸桿菌）中，目前發(fā)現(xiàn)中，目前發(fā)現(xiàn) 的的dnadna

5、聚合酶有五種，研究較多的有三種，聚合酶有五種，研究較多的有三種， 分別命名為分別命名為dnadna聚合酶聚合酶（polpol ），）， dnadna聚合酶聚合酶（polpol ），），dnadna聚合酶聚合酶 （polpol ），這三種酶都屬于具有多種），這三種酶都屬于具有多種 酶活性的多功能酶。參與酶活性的多功能酶。參與dnadna復(fù)制的主要復(fù)制的主要 是是pol pol 和和polpol 。 lpolpol 為單一肽鏈的大分子蛋白質(zhì)為單一肽鏈的大分子蛋白質(zhì), ,可被可被 特異的蛋白酶水解為兩個片段，其中的特異的蛋白酶水解為兩個片段，其中的 大片段稱為大片段稱為klenowklenow片段，

6、具有片段，具有5353 聚合酶聚合酶活性和活性和3535外切酶外切酶的活性。的活性。 另一小片段有5353外切酶外切酶的活性。的活性。 lpolpol 由十種亞基組成，其中由十種亞基組成，其中亞亞 基具有基具有5353聚合聚合dnadna的酶活性，的酶活性， 因而具有復(fù)制因而具有復(fù)制dnadna的功能；而的功能；而亞基亞基 具有具有3535外切酶的活性，因而外切酶的活性，因而 與與dnadna復(fù)制的校正功能有關(guān)。復(fù)制的校正功能有關(guān)。 ldna- pol和和dna- pol 為修復(fù)酶，為修復(fù)酶， dna- pol 真正起復(fù)制作用的酶，真正起復(fù)制作用的酶， 為復(fù)制酶。為復(fù)制酶。 原核生物中的三種原

7、核生物中的三種dnadna聚合酶聚合酶 p po ol l p po ol l p po ol l 5 5 3 3 聚聚合合酶酶活活性性 + + + + + + 5 5 3 3 外外切切酶酶活活性性 + + - - - - 3 3 5 5 外外切切酶酶活活性性 + + + + + + 生生理理功功能能 去去除除引引物物, ,填填補補缺缺口口 未未知知 d dn na a 復(fù)復(fù)制制 修修復(fù)復(fù)損損傷傷 校校正正錯錯誤誤 校校正正錯錯誤誤 核酸外切酶活性核酸外切酶活性 35外切酶活性外切酶活性 53外切酶活性外切酶活性 5 3 3 5 35外切酶活性 53外切酶活性 3 3、dnadna連接酶連接酶

8、 催化一條催化一條dna鏈的鏈的3末端與相鄰的另一條末端與相鄰的另一條dna鏈的鏈的 5末端之間的磷酸二酯鍵的合成。與同一互補鏈結(jié)末端之間的磷酸二酯鍵的合成。與同一互補鏈結(jié) 合并相鄰。合并相鄰。 （雙鏈（雙鏈dna切口）切口） 條件：條件： 需一段需一段dnadna片段具有片段具有3-oh3-oh，而另一段，而另一段 dnadna片段具有片段具有5-pi5-pi基；基； 未封閉的缺口位于雙鏈未封閉的缺口位于雙鏈 dnadna中，即其中有一條鏈?zhǔn)峭暾?；中，即其中有一條鏈?zhǔn)峭暾模?需要消耗能需要消耗能 量。量。 3 5 5 35 35 3 ho p dna ligase nad atp nmn

9、 amp+ppi + （四）（四）dnadna的半不連續(xù)復(fù)制的半不連續(xù)復(fù)制 半不連續(xù)復(fù)制半不連續(xù)復(fù)制：雙鏈雙鏈dna分子的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱椒肿拥膬蓷l鏈?zhǔn)欠聪蚱?行的。而行的。而dna聚合酶的方向都是聚合酶的方向都是5 3。當(dāng)。當(dāng)dna復(fù)制復(fù)制 時，一條鏈?zhǔn)沁B續(xù)合成的，稱時，一條鏈?zhǔn)沁B續(xù)合成的，稱前導(dǎo)鏈前導(dǎo)鏈，而另一條在，而另一條在 5 3方向合成小片段方向合成小片段dna（岡崎片段），然后通過（岡崎片段），然后通過 酶將這些片段連接起來，這不連續(xù)合成的酶將這些片段連接起來，這不連續(xù)合成的dna 鏈為鏈為 滯后鏈滯后鏈。 岡崎用電子顯微鏡看到了岡崎用電子顯微鏡看到了dna復(fù)制過程中出現(xiàn)一復(fù)制過程中

10、出現(xiàn)一 些不連續(xù)片段，些不連續(xù)片段，這些不連續(xù)片段只存在與這些不連續(xù)片段只存在與dna復(fù)制復(fù)制 叉上其中的一股。后來就把這些不連續(xù)的片段稱為叉上其中的一股。后來就把這些不連續(xù)的片段稱為 岡崎片段。岡崎片段。 前導(dǎo)前導(dǎo) 滯后滯后 1、復(fù)制的起始、復(fù)制的起始 由蛋白因子識別復(fù)制起始點由蛋白因子識別復(fù)制起始點 解旋解鏈，形成復(fù)制叉：解旋解鏈，形成復(fù)制叉： 由由拓撲異構(gòu)酶拓撲異構(gòu)酶和和解鏈酶解鏈酶作用，使作用，使dna的超螺旋及雙螺旋結(jié)構(gòu)解開，的超螺旋及雙螺旋結(jié)構(gòu)解開， 堿基間氫鍵斷裂，形成兩條單鏈堿基間氫鍵斷裂，形成兩條單鏈dna。單鏈單鏈dna結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白 （ssb）結(jié)合在兩條單鏈）結(jié)合在兩條

11、單鏈dna上，形成復(fù)制叉。上，形成復(fù)制叉。 dna復(fù)制時，局部雙螺旋解開形成兩條單鏈，這種叉狀結(jié)構(gòu)稱為復(fù)制時，局部雙螺旋解開形成兩條單鏈，這種叉狀結(jié)構(gòu)稱為 復(fù)制叉復(fù)制叉。 引發(fā)體組裝：引發(fā)體組裝：蛋白因子以及引物酶一起組裝形成引發(fā)體蛋白因子以及引物酶一起組裝形成引發(fā)體。 引發(fā)：引發(fā)：在引物酶的催化下，以在引物酶的催化下，以dnadna為模板，合成一段短的為模板，合成一段短的rnarna片段，片段， 從而獲得從而獲得33端自由羥基（端自由羥基（3-oh3-oh）。）。 （五）（五）dnadna復(fù)制的過程復(fù)制的過程（原核生物）（原核生物） 拓撲異構(gòu)酶（拓撲異構(gòu)酶（又稱又稱dna旋轉(zhuǎn)酶）旋轉(zhuǎn)酶） 拓

12、撲異構(gòu)酶拓撲異構(gòu)酶可使可使dna雙鏈中的一條鏈切斷，松開雙雙鏈中的一條鏈切斷，松開雙 螺旋后再將螺旋后再將dna鏈連接起來，從而避免出現(xiàn)鏈的纏繞。鏈連接起來，從而避免出現(xiàn)鏈的纏繞。 拓撲異構(gòu)酶拓撲異構(gòu)酶可切斷可切斷dna雙鏈，使雙鏈，使dna的超螺旋松解的超螺旋松解 后，再將其連接起來。后，再將其連接起來。 解螺旋酶解螺旋酶 又稱解鏈酶或又稱解鏈酶或rep蛋白，是用于解開蛋白，是用于解開dna雙鏈的酶蛋白，雙鏈的酶蛋白， 每解開一對堿基，需消耗兩分子每解開一對堿基，需消耗兩分子atp。 單鏈單鏈dnadna結(jié)合蛋白（結(jié)合蛋白（ssbssb） 這是一些能夠與單鏈這是一些能夠與單鏈dnadna結(jié)合

13、的蛋白質(zhì)因子。其作結(jié)合的蛋白質(zhì)因子。其作 用為：用為： 使解開雙螺旋后的使解開雙螺旋后的dnadna單鏈能夠穩(wěn)定存單鏈能夠穩(wěn)定存 在，即穩(wěn)定單鏈在，即穩(wěn)定單鏈dnadna，便于以其為模板復(fù)制子代，便于以其為模板復(fù)制子代 dnadna； 保護單鏈保護單鏈dnadna，避免核酸酶的降解。，避免核酸酶的降解。 引物酶引物酶( (合成rna) 引物酶本質(zhì)上是一種依賴引物酶本質(zhì)上是一種依賴dnadna的的rnarna聚合酶，該酶聚合酶，該酶 以以dnadna為模板，聚合一段為模板，聚合一段rnarna短鏈引物，以提供自短鏈引物，以提供自 由的由的3-oh3-oh，使子代，使子代dnadna鏈能夠開始聚合

14、。鏈能夠開始聚合。 由由dnadna聚合酶聚合酶催化，以催化，以3535方向的親代方向的親代dnadna鏈為模鏈為模 板，從板，從5353方向聚合子代方向聚合子代dnadna鏈。在原核生物中，鏈。在原核生物中， 參與參與dnadna復(fù)制延長的是復(fù)制延長的是dnadna聚合酶聚合酶。 引發(fā)體向前移動，解開新的局部雙螺旋，形成新的復(fù)引發(fā)體向前移動，解開新的局部雙螺旋，形成新的復(fù) 制叉，滯后鏈重新合成制叉，滯后鏈重新合成rnarna引物，繼續(xù)進行鏈的延長。引物，繼續(xù)進行鏈的延長。 解解 去除引物，填補缺口；連接岡崎片段；去除引物，填補缺口；連接岡崎片段； 在原核生物中，由在原核生物中，由dnadna

15、聚合酶聚合酶來水解去除來水解去除rnarna 引物，并由該酶催化延長引物缺口處的引物，并由該酶催化延長引物缺口處的dnadna， 直到剩下最后一個磷酸酯鍵的缺口。在直到剩下最后一個磷酸酯鍵的缺口。在dnadna連連 接酶接酶的催化下，形成最后一個磷酸酯鍵，將岡的催化下，形成最后一個磷酸酯鍵，將岡 崎片段連接起來，形成完整的崎片段連接起來，形成完整的dnadna長鏈。長鏈。 前導(dǎo)前導(dǎo) 滯后滯后 拓撲異構(gòu)酶 解鏈酶 單鏈結(jié)合蛋白 dna聚合酶 引物酶 dna連接酶 引物 前導(dǎo)鏈 滯后鏈 岡崎片段 5 5 33 dna復(fù)制過程模式圖復(fù)制過程模式圖 dnadna旋轉(zhuǎn)酶旋轉(zhuǎn)酶 atp adp+pi dn

16、a結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白 引物引物rna 引物酶引物酶 dna聚合酶聚合酶 dna聚合酶聚合酶 dna連連 接接 酶酶 rna引物引物 解旋酶解旋酶 dna聚合酶聚合酶 復(fù)制叉移動方向復(fù)制叉移動方向 5， ， 3， 3， ， 5， 3， ， 5， 真核生物端粒的形成：真核生物端粒的形成： 端粒是指真核生物染色體線性端粒是指真核生物染色體線性dnadna分子末端的結(jié)構(gòu)部分，通常膨分子末端的結(jié)構(gòu)部分，通常膨 大成粒狀。大成粒狀。 線性線性dnadna在復(fù)制完成后，其末端由于引物在復(fù)制完成后，其末端由于引物rnarna的水解而可能出現(xiàn)的水解而可能出現(xiàn) 縮短。故需要在縮短。故需要在端粒酶端粒酶的催化下，進行

17、延長反應(yīng)。的催化下，進行延長反應(yīng)。 端粒酶是一種端粒酶是一種rna-rna-蛋白質(zhì)復(fù)合體，它可以其蛋白質(zhì)復(fù)合體，它可以其rnarna為模板，通過逆為模板，通過逆 轉(zhuǎn)錄過程對末端轉(zhuǎn)錄過程對末端dnadna鏈進行延長。（鏈進行延長。（既有模板，又有逆轉(zhuǎn)錄酶）既有模板，又有逆轉(zhuǎn)錄酶）以自以自 身的身的rna為模板延長為模板延長dna單鏈，然后反折為雙鏈。單鏈，然后反折為雙鏈。 端粒酶與生物體的衰老、腫瘤的發(fā)生有關(guān)。 dnadna復(fù)制的保真性復(fù)制的保真性： 為了保證遺傳的穩(wěn)定，為了保證遺傳的穩(wěn)定，dnadna的復(fù)制必須具有的復(fù)制必須具有 高保真性。高保真性。dnadna復(fù)制時的保真性主要與下復(fù)制時的保

18、真性主要與下 列因素有關(guān)：列因素有關(guān)： 1 1遵守嚴(yán)格的堿基配對規(guī)律；遵守嚴(yán)格的堿基配對規(guī)律； 2 2dnadna聚合酶在復(fù)制時對堿基的正確選擇；聚合酶在復(fù)制時對堿基的正確選擇； 3 3對復(fù)制過程中出現(xiàn)的錯誤及時進行校對復(fù)制過程中出現(xiàn)的錯誤及時進行校 正。正。 （一）、（一）、dnadna的損傷（突變）的損傷（突變） l由自發(fā)的或環(huán)境的因素引起由自發(fā)的或環(huán)境的因素引起dnadna一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu) 的任何異常的改變稱為的任何異常的改變稱為dnadna的損傷，也稱的損傷，也稱 為突變?yōu)橥蛔儭?l常見的常見的dnadna的損傷包括堿基脫落、堿基修的損傷包括堿基脫落、堿基修 飾、交聯(lián)，鏈的斷裂，重組等

19、。飾、交聯(lián)，鏈的斷裂，重組等。 引起突變的因素：引起突變的因素： 1 1自發(fā)因素：自發(fā)因素： 2 2物理因素：物理因素： l由紫外線、電離輻射、由紫外線、電離輻射、x x射線等引起的射線等引起的dnadna損損 傷。傷。 3 3化學(xué)因素：如亞硝酸與亞硝酸鹽化學(xué)因素：如亞硝酸與亞硝酸鹽。 dnadna突變的效應(yīng)：突變的效應(yīng)： 1 1同義突變：基因突變導(dǎo)致同義突變：基因突變導(dǎo)致mrnamrna密碼子第三密碼子第三 位堿基的改變但不引起密碼子意義的改變，其翻位堿基的改變但不引起密碼子意義的改變，其翻 譯產(chǎn)物中的氨基酸殘基順序不變，但有時可引起譯產(chǎn)物中的氨基酸殘基順序不變，但有時可引起 翻譯效率降低。

20、翻譯效率降低。 2 2誤義突變：基因突變導(dǎo)致誤義突變：基因突變導(dǎo)致mrnamrna密碼子堿基密碼子堿基 被置換，其意義發(fā)生改變，翻譯產(chǎn)物中的氨基酸被置換，其意義發(fā)生改變，翻譯產(chǎn)物中的氨基酸 殘基順序發(fā)生改變。殘基順序發(fā)生改變。 3 3無義突變：基因突變導(dǎo)致無義突變：基因突變導(dǎo)致mrnamrna密碼子堿基密碼子堿基 被置換而改變成終止密碼子，引起多肽鏈合成的被置換而改變成終止密碼子，引起多肽鏈合成的 終止。終止。 4 4移碼突變：基因突變導(dǎo)致移碼突變：基因突變導(dǎo)致mrnamrna密碼子堿基密碼子堿基 被置換，引起突變點之后的氨基酸殘基順序全部被置換，引起突變點之后的氨基酸殘基順序全部 發(fā)生改變。

21、發(fā)生改變。 ldnadna損傷的修復(fù)方式可分為直接修復(fù)和取損傷的修復(fù)方式可分為直接修復(fù)和取 代修復(fù)兩大類。代修復(fù)兩大類。 光復(fù)活光復(fù)活 直接修復(fù)直接修復(fù) 轉(zhuǎn)甲基作用轉(zhuǎn)甲基作用 直接連接直接連接 無差錯修復(fù)無差錯修復(fù) 切除修復(fù)切除修復(fù) 取代修復(fù)取代修復(fù) 重組修復(fù)重組修復(fù) 有差錯傾向修復(fù)有差錯傾向修復(fù) sos sos 修復(fù)修復(fù) 錯配修復(fù)錯配修復(fù) （一）直接修復(fù)：（一）直接修復(fù)： 1 1光復(fù)活：光復(fù)活： l這是一種廣泛存在的修復(fù)這是一種廣泛存在的修復(fù) 作用。光復(fù)活能夠修復(fù)任作用。光復(fù)活能夠修復(fù)任 何嘧啶二聚體的損傷。其何嘧啶二聚體的損傷。其 修復(fù)過程為：光復(fù)活酶識修復(fù)過程為：光復(fù)活酶識 別嘧啶二聚體

22、并與之結(jié)合別嘧啶二聚體并與之結(jié)合 形成復(fù)合物形成復(fù)合物在在300300 600nm600nm可見光照射下，酶可見光照射下，酶 獲得能量，將嘧啶二聚體獲得能量，將嘧啶二聚體 的丁酰環(huán)打開，使之完全的丁酰環(huán)打開，使之完全 修復(fù)修復(fù)光復(fù)活酶從光復(fù)活酶從dnadna上上 解離。解離。 2 2轉(zhuǎn)甲基作用：轉(zhuǎn)甲基作用： l在轉(zhuǎn)甲基酶的催化下，將在轉(zhuǎn)甲基酶的催化下，將dnadna上的被修飾上的被修飾 的甲基去除。此時，轉(zhuǎn)甲基酶自身被甲的甲基去除。此時，轉(zhuǎn)甲基酶自身被甲 基化而失活?；Щ?。 3 3直接連接：直接連接： ldnadna斷裂形成的缺口，可以在斷裂形成的缺口，可以在dnadna連接酶連接酶 的

23、催化下，直接進行連接而封閉缺口。的催化下，直接進行連接而封閉缺口。 （二）取代修復(fù)：（二）取代修復(fù)： 1 1切除修復(fù)切除修復(fù)： l這也是一種廣泛存在的修復(fù)機制，可適這也是一種廣泛存在的修復(fù)機制，可適 用于多種用于多種dnadna損傷的修復(fù)。該修復(fù)機制可損傷的修復(fù)。該修復(fù)機制可 以分別由兩種不同的酶來發(fā)動，一種是以分別由兩種不同的酶來發(fā)動，一種是 核酸內(nèi)切酶，另一種是核酸內(nèi)切酶，另一種是dnadna糖苷酶。糖苷酶。 內(nèi)內(nèi) 2 2重組修復(fù)重組修復(fù)： l這是這是dnadna的復(fù)制的復(fù)制 過程中所采用的過程中所采用的 一種有差錯的修一種有差錯的修 復(fù)方式。復(fù)方式。 3.錯配修復(fù)錯配修復(fù) dna 在復(fù)制

24、過程中發(fā)生錯配，如果新合成的在復(fù)制過程中發(fā)生錯配，如果新合成的 鏈被矯正，基因編碼信息可得到恢復(fù)；但如果模鏈被矯正，基因編碼信息可得到恢復(fù)；但如果模 板鏈被矯正，基因突變就被固定。板鏈被矯正，基因突變就被固定。 一、一、dna指導(dǎo)下的指導(dǎo)下的rna 合成合成 l轉(zhuǎn)錄：轉(zhuǎn)錄： dna指導(dǎo)下的指導(dǎo)下的rna 合成合成 在在rna聚合酶的催化下，以一段聚合酶的催化下，以一段dna鏈鏈 為模板合成為模板合成rna，從而將，從而將dna所攜帶的所攜帶的 遺傳信息傳遞給遺傳信息傳遞給rna的過程稱為的過程稱為轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄。 lrna轉(zhuǎn)錄合成時，只能以轉(zhuǎn)錄合成時，只能以dna分子中的分子中的 某一段作為模板，故

25、存在特定的起始位某一段作為模板，故存在特定的起始位 點和特定的終止位點點和特定的終止位點. .特定起始點和特定特定起始點和特定 終止點之間的終止點之間的dna鏈構(gòu)成一個轉(zhuǎn)錄單位。鏈構(gòu)成一個轉(zhuǎn)錄單位。 l啟動子啟動子 l終止子終止子 l單鏈單鏈dna為模板，為模板，mg2 2+ l四種核糖核苷三磷酸（四種核糖核苷三磷酸（ntp）為底物）為底物 l不需要引物不需要引物 l從從53聚合聚合rna l無校正功能無校正功能 l轉(zhuǎn)錄的不對稱性轉(zhuǎn)錄的不對稱性就是指以雙鏈就是指以雙鏈dna 中的一條鏈作為模板進行轉(zhuǎn)錄，從中的一條鏈作為模板進行轉(zhuǎn)錄，從 而將遺傳信息由而將遺傳信息由dna傳遞給傳遞給rna。 l

26、 對于不同的基因來說，其轉(zhuǎn)錄信息可以存在于對于不同的基因來說，其轉(zhuǎn)錄信息可以存在于 兩條不同的兩條不同的dna鏈上。能夠轉(zhuǎn)錄鏈上。能夠轉(zhuǎn)錄rna的那條的那條 dna鏈稱為鏈稱為負鏈負鏈( (模板鏈）模板鏈），而與之互補的另，而與之互補的另 一條一條dna鏈稱為鏈稱為正鏈（編碼鏈）正鏈（編碼鏈）。 模板鏈模板鏈 編碼鏈編碼鏈 5 5 3 3 5 5 lrna轉(zhuǎn)錄合成時，只能向一個方向轉(zhuǎn)錄合成時，只能向一個方向 進行聚合，所依賴的模板進行聚合，所依賴的模板dna鏈的鏈的 方向為方向為35，而，而rna鏈的合成方鏈的合成方 向為向為53。 l合成的合成的rna中，如只含一個基中，如只含一個基 因的遺

27、傳信息，稱為因的遺傳信息，稱為單順反子單順反子； 如含有幾個基因的遺傳信息，則如含有幾個基因的遺傳信息，則 稱為稱為多順反子多順反子。 l 原核生物中的原核生物中的rna聚合酶全酶由五個亞基構(gòu)成，聚合酶全酶由五個亞基構(gòu)成， 即即2。 l 亞基與轉(zhuǎn)錄起始點的識別亞基與轉(zhuǎn)錄起始點的識別有關(guān)，而在轉(zhuǎn)錄合有關(guān)，而在轉(zhuǎn)錄合 成開始后被釋放，余下的部分（成開始后被釋放，余下的部分（2）被）被 稱為稱為核心酶，與核心酶，與rna鏈的聚合鏈的聚合有關(guān)。有關(guān)。 亞亞基基 功功能能 與與模模板板dna結(jié)結(jié)合合 起起始始和和催催化化合合成成 識識別別起起始始點點，穩(wěn)穩(wěn)定定全全酶酶 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄錄的的特特異異性性 l真核生

28、物中的真核生物中的rna聚合酶可按其對聚合酶可按其對-鵝膏鵝膏 蕈堿敏感性而分為三種，它們均由蕈堿敏感性而分為三種，它們均由1012個個 大小不同的亞基所組成，結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，其大小不同的亞基所組成，結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，其 功能也不同。功能也不同。 種種類類 亞亞細細胞胞定定位位 對對-鵝鵝膏膏蕈蕈堿堿敏敏感感性性 功功能能 rna pol 核核仁仁 不不敏敏感感 合合成成rrna前前體體 rna pol 核核基基質(zhì)質(zhì) 極極敏敏感感 合合成成hnrna rna pol 核核基基質(zhì)質(zhì) 敏敏感感 合合成成trna前前體體 snrna及及5s rrna 1 1、識別、識別 l原核生物原核生物rna聚合酶中的

29、聚合酶中的因子識別轉(zhuǎn)錄起因子識別轉(zhuǎn)錄起 始點，并促使核心酶結(jié)合形成全酶復(fù)合物。始點，并促使核心酶結(jié)合形成全酶復(fù)合物。 位于基因上游，與位于基因上游，與rna聚合酶識別、結(jié)合并聚合酶識別、結(jié)合并 起始轉(zhuǎn)錄有關(guān)的一些起始轉(zhuǎn)錄有關(guān)的一些dna順序稱為順序稱為啟動子啟動子 原核生物的兩個原核生物的兩個啟動子：啟動子：-10序列和序列和-35序列。序列。 rna聚合酶與聚合酶與啟動子結(jié)合后，可開始轉(zhuǎn)錄。啟動子結(jié)合后，可開始轉(zhuǎn)錄。 tgttgaca tataat -10區(qū)區(qū) -35區(qū)區(qū) 啟動子啟動子 轉(zhuǎn)錄起始部位轉(zhuǎn)錄起始部位 +1 基因轉(zhuǎn)錄區(qū)基因轉(zhuǎn)錄區(qū) 5 rna 產(chǎn)物產(chǎn)物 5 5 3 3 編碼鏈編碼鏈

30、模板鏈模板鏈 l真核生物的轉(zhuǎn)錄起始區(qū)上游也存在一段真核生物的轉(zhuǎn)錄起始區(qū)上游也存在一段 富含富含ta的順序，被稱為的順序，被稱為hogness盒或盒或 tata盒。盒。除此之外，在真核生物中還可除此之外，在真核生物中還可 見到其他帶共性的序列，如見到其他帶共性的序列，如caat盒及盒及 gc盒等。盒等。 l 真核生物的轉(zhuǎn)錄起始較為復(fù)雜。真核生物的轉(zhuǎn)錄起始較為復(fù)雜。 l 真核生物的轉(zhuǎn)錄起真核生物的轉(zhuǎn)錄起 始較為復(fù)雜。目前始較為復(fù)雜。目前 已知已知rna聚合酶聚合酶 至少有六種不同的至少有六種不同的 蛋白因子參與轉(zhuǎn)錄蛋白因子參與轉(zhuǎn)錄 復(fù)合體的形成。這復(fù)合體的形成。這 些蛋白因子被稱為些蛋白因子被稱為

31、 轉(zhuǎn)錄因子（轉(zhuǎn)錄因子（trans- criptional factor, tf)。包括。包括 tfa， tfb，tfd， tfe，tff， tf-i。 轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子 功功 能能 tfa 穩(wěn)定穩(wěn)定tfd結(jié)合結(jié)合 tfb 促進促進pol 結(jié)合結(jié)合 tfd 辨認(rèn)辨認(rèn)tata盒盒 tfe atpase tff 解旋酶解旋酶 真核生物真核生物rna聚合酶聚合酶轉(zhuǎn)錄因子及其功能轉(zhuǎn)錄因子及其功能 2 2、起始、起始 lrna聚合酶全酶促使局部雙鏈解開，聚合酶全酶促使局部雙鏈解開， 并催化并催化atp或或gtp與另外一個三磷與另外一個三磷 酸核苷聚合，形成第一個酸核苷聚合，形成第一個3,5-磷酸磷酸 二酯

32、鍵。二酯鍵。 3 3、延長、延長 l 因子從全酶上脫離，余下的核心酶繼續(xù)沿因子從全酶上脫離，余下的核心酶繼續(xù)沿 dna鏈移動，按照堿基互補原則，不斷聚合鏈移動，按照堿基互補原則，不斷聚合 rna。 4、終止、終止 l終止子：提供轉(zhuǎn)錄終止信號的終止子：提供轉(zhuǎn)錄終止信號的dna序列。序列。 lrna轉(zhuǎn)錄合成的終止機制有兩種：轉(zhuǎn)錄合成的終止機制有兩種： 1自動終止：模板自動終止：模板dna鏈在接近轉(zhuǎn)錄鏈在接近轉(zhuǎn)錄 終止點處存在相連的富含終止點處存在相連的富含gc和和at的區(qū)的區(qū) 域，使域，使rna轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物形成寡聚轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物形成寡聚u及發(fā)夾及發(fā)夾 形的二級結(jié)構(gòu)，引起形的二級結(jié)構(gòu)，引起rna聚合酶變構(gòu)及聚

33、合酶變構(gòu)及 移動停止，導(dǎo)致移動停止，導(dǎo)致rna轉(zhuǎn)錄的終止。轉(zhuǎn)錄的終止。 2依賴輔助因子的終止：由終止因子依賴輔助因子的終止：由終止因子( 因子因子)識別特異的終止信號，并促使識別特異的終止信號，并促使rna 的釋放。的釋放。 l原核生物的原核生物的mrna不需要翻譯前修飾，不需要翻譯前修飾， 但但trna 和和rrna需轉(zhuǎn)錄后加工。需轉(zhuǎn)錄后加工。 l加工方式有切斷、化學(xué)修飾等。加工方式有切斷、化學(xué)修飾等。 lrrna前體分子被切割成成熟的前體分子被切割成成熟的23s、16s 和和5s rrna以及一個以及一個trna， trna也是也是 切割前體分子生成。切割前體分子生成。 rrna和和trn

34、a還要還要 進行化學(xué)修飾，如甲基化。進行化學(xué)修飾，如甲基化。 16s rrna23s rrna5s rrnatrna rna前體分子 mrna的轉(zhuǎn)錄后加工的轉(zhuǎn)錄后加工 1加帽加帽 l 即在即在mrna的的5-端加上端加上m7gtp的結(jié)構(gòu)。此過的結(jié)構(gòu)。此過 程發(fā)生在合成一結(jié)束程發(fā)生在合成一結(jié)束，在細胞核內(nèi)。在細胞核內(nèi)。 l 加工過程首先是在磷酸酶的作用下，將加工過程首先是在磷酸酶的作用下，將5-端的端的 磷酸基水解，然后再加上鳥苷三磷酸，形成磷酸基水解，然后再加上鳥苷三磷酸，形成 gpppn的結(jié)構(gòu)，再對的結(jié)構(gòu)，再對g進行甲基化。進行甲基化。 l 該帽可使該帽可使rna免受核酸酶降解，還在蛋白質(zhì)合

35、免受核酸酶降解，還在蛋白質(zhì)合 成的起始步驟中起作用。成的起始步驟中起作用。 2加尾加尾 l這一過程也是細胞核內(nèi)完成，首先由核酸外這一過程也是細胞核內(nèi)完成，首先由核酸外 切酶切去切酶切去3-端一些過剩的核苷酸，然后再加端一些過剩的核苷酸，然后再加 入入polya。polya結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)與mrna的半壽期有關(guān)。的半壽期有關(guān)。 l多聚腺苷酸尾保護最終的多聚腺苷酸尾保護最終的mrna 3 -端免受核端免受核 酸酶降解而酸酶降解而穩(wěn)定穩(wěn)定mrna，還可增加，還可增加mrna翻翻 譯的效率譯的效率。 l 基因基因是是dna片段，片段，dna分子中最小的功能單位。分子中最小的功能單位。 l真核生物中大部分蛋白

36、質(zhì)編碼的基因是不連真核生物中大部分蛋白質(zhì)編碼的基因是不連 續(xù)的，為續(xù)的，為斷裂基因斷裂基因，由于基因中，由于基因中內(nèi)含子內(nèi)含子的存的存 在。在。 mrna 1 872bp abcdeg 7 700bp f 內(nèi)含子：基內(nèi)含子：基 因中不為多因中不為多 肽編碼，不肽編碼，不 在在mrna中中 出現(xiàn)。出現(xiàn)。 外顯子：為外顯子：為 多肽編碼的多肽編碼的 基因片段。基因片段。 3剪接剪接 l切除內(nèi)含子序列，將相鄰?fù)怙@子的末端連接切除內(nèi)含子序列，將相鄰?fù)怙@子的末端連接 起來形成功能性起來形成功能性mrna，這一過程為，這一過程為rna剪剪 接接。 l真核生物真核生物rna的剪接一般需核內(nèi)小的剪接一般需核內(nèi)

37、小rna （snrna）參與構(gòu)成的核蛋白體參加。）參與構(gòu)成的核蛋白體參加。 l一些一些snrna對對rna剪接具催化作用，是催化剪接具催化作用，是催化 rna。具有催化活性的具有催化活性的rna分子稱為核酶。分子稱為核酶。 l 斷裂基因有以下優(yōu)點：斷裂基因有以下優(yōu)點： 1.幾個外顯子編碼蛋白質(zhì)的不同功能或結(jié)構(gòu)區(qū)域，可加速新蛋白質(zhì)的演化幾個外顯子編碼蛋白質(zhì)的不同功能或結(jié)構(gòu)區(qū)域，可加速新蛋白質(zhì)的演化 （外顯子改組）；（外顯子改組）； 2.可變剪接途徑，使細胞從單一基因的原始轉(zhuǎn)錄物合成幾種功能特異的蛋白可變剪接途徑，使細胞從單一基因的原始轉(zhuǎn)錄物合成幾種功能特異的蛋白 質(zhì)。質(zhì)。 外顯子 4內(nèi)部甲基化：

38、內(nèi)部甲基化： l由甲基化酶催化，對某些堿基進行甲基由甲基化酶催化，對某些堿基進行甲基 化處理。化處理。 真核生物真核生物mrna的轉(zhuǎn)錄后加工修飾的轉(zhuǎn)錄后加工修飾 l 主要有以下幾種加工方式：主要有以下幾種加工方式： 1. 切斷。切斷。 2. 剪接。剪接。 3. 化學(xué)修飾?；瘜W(xué)修飾。 rrna的轉(zhuǎn)錄后加工的轉(zhuǎn)錄后加工 l（一）（一）rna的復(fù)制的復(fù)制 lrna復(fù)制酶：rna模板、mg2 2+、四種核、四種核 糖核苷三磷酸（糖核苷三磷酸（ntp） l（二）（二） rna的逆轉(zhuǎn)錄的逆轉(zhuǎn)錄 l以 rna為模板合成dna。 l逆轉(zhuǎn)錄酶： rna為模板、為模板、mg2 2+、四種脫、四種脫 氧核糖核苷三磷

39、酸（氧核糖核苷三磷酸（dntp）、需要引物、）、需要引物、 dna合成方向合成方向53 l蛋白質(zhì)的生物合成過程，蛋白質(zhì)的生物合成過程， 就 是 將就 是 將 d n a 傳 遞 給傳 遞 給 mrna的遺傳信息，再的遺傳信息，再 具體的解譯為蛋白質(zhì)中具體的解譯為蛋白質(zhì)中 氨基酸排列順序的過程，氨基酸排列順序的過程， 這一過程被稱為這一過程被稱為翻譯翻譯。 中心法則中心法則 遺傳信息傳遞的規(guī)律遺傳信息傳遞的規(guī)律( (復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯).). 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄 翻譯翻譯 dna rna 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) mrna trna 反轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄 rrna 轉(zhuǎn)錄、翻譯轉(zhuǎn)錄、翻譯 rna（病毒病毒） 蛋白

40、質(zhì)（病毒）蛋白質(zhì)（病毒） 復(fù)復(fù) 制制 復(fù)復(fù) 制制 原料原料：2020種氨基酸種氨基酸 條件條件：mrnamrna、trnatrna、rrnarrna atp atp、gtpgtp等供能物質(zhì)等供能物質(zhì) 無機離子、有關(guān)的酶、無機離子、有關(guān)的酶、 蛋白因子等。蛋白因子等。 翻譯翻譯: :以以rnarna中中mrnamrna為模板為模板, ,按照其核苷酸按照其核苷酸 順序所組成的密碼指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成的順序所組成的密碼指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成的 過程過程. . 一、一、遺傳密碼遺傳密碼 l遺傳密碼遺傳密碼：指指mrnamrna中的核苷酸排列序列中的核苷酸排列序列 與蛋白質(zhì)中的氨基酸排列序列的關(guān)系。與蛋白質(zhì)中的氨

41、基酸排列序列的關(guān)系。 lmrna中每三個相鄰的核苷酸組成三聯(lián)中每三個相鄰的核苷酸組成三聯(lián) 體，代表一個氨基酸的信息，此三聯(lián)體體，代表一個氨基酸的信息，此三聯(lián)體 就稱為就稱為密碼密碼子子或或三聯(lián)密碼三聯(lián)密碼。共有。共有64種不種不 同的密碼。同的密碼。 l一個三聯(lián)體密碼（密碼子）決定著一個一個三聯(lián)體密碼（密碼子）決定著一個 氨基酸氨基酸。 四種核苷酸編成三聯(lián)體可形成四種核苷酸編成三聯(lián)體可形成 4 43 3個即個即6464個密碼子個密碼子. .其中其中: : 1.1.一個起始密碼一個起始密碼:aug:aug 并兼作蛋氨酸的密碼并兼作蛋氨酸的密碼. . 2.2.三個終止密碼三個終止密碼:uaa ug

42、a uag:uaa uga uag 3.3.多數(shù)氨基酸擁有多數(shù)氨基酸擁有2-42-4個密碼個密碼. . 遺傳密碼具有以下特點：遺傳密碼具有以下特點： 連續(xù)性連續(xù)性； 簡并性簡并性； 通用性通用性；（但在線粒體或葉綠體中特殊）（但在線粒體或葉綠體中特殊） 方向性方向性，即解讀方向為即解讀方向為5 3 ； 擺動性擺動性； 起始密碼：起始密碼：aug；終止密碼：；終止密碼： uaa、uag、uga。 擺動性擺動性 密碼的密碼的 擺動性。擺動性。 通用性通用性 各種低等和高等生物基本上共用同一套遺各種低等和高等生物基本上共用同一套遺 傳密碼。但存在一些差異。傳密碼。但存在一些差異。 二、蛋白質(zhì)合成（翻

43、譯）二、蛋白質(zhì)合成（翻譯） 原核生物中翻譯概述原核生物中翻譯概述 核糖體結(jié)合到核糖體結(jié)合到 蛋白質(zhì)合成存在三個階段：起始、延伸、終止。蛋白質(zhì)合成存在三個階段：起始、延伸、終止。 起始：起始：形成形成核糖體復(fù)合物，起始密碼子核糖體復(fù)合物，起始密碼子 結(jié)合結(jié)合起始起始 trnatrna是氨基酸的轉(zhuǎn)運工具是氨基酸的轉(zhuǎn)運工具, ,能攜帶活能攜帶活 化的氨基酸到核糖體化的氨基酸到核糖體. trna. trna是三葉草形結(jié)是三葉草形結(jié) 構(gòu)。氨基酸共價結(jié)合到構(gòu)。氨基酸共價結(jié)合到trna3trna3端端ccacca序列序列 的的a a殘基上。殘基上。 氨酰氨酰trnatrna的合成的合成 trna反密碼環(huán)中部

44、的三個核苷酸構(gòu)成三聯(lián)體，反密碼環(huán)中部的三個核苷酸構(gòu)成三聯(lián)體， 可以識別可以識別mrna上相應(yīng)的密碼，此三聯(lián)體就上相應(yīng)的密碼，此三聯(lián)體就 稱為反密碼稱為反密碼(anticoden(anticoden) )。 l 反密碼對密碼的識別，通常也是根據(jù)堿基互補反密碼對密碼的識別，通常也是根據(jù)堿基互補 原則，即原則，即au，gc配對。但反密碼的第一配對。但反密碼的第一 個核苷酸與第三核苷酸之間的配對，并不嚴(yán)格個核苷酸與第三核苷酸之間的配對，并不嚴(yán)格 遵循堿基互補原則。如反密碼第一個核苷酸為遵循堿基互補原則。如反密碼第一個核苷酸為 ，則可與，則可與a、u或或c配對配對，如為，如為u，則可，則可與與a 或或g

45、配對配對，這種配對稱為，這種配對稱為不穩(wěn)定配對不穩(wěn)定配對。 trnatrna有特異性有特異性, ,每個每個trnatrna只運載一個氨只運載一個氨 基酸，因密碼的簡并性，存在幾種帶相應(yīng)反基酸，因密碼的簡并性，存在幾種帶相應(yīng)反 密碼子的密碼子的trnatrna運載同一種氨基酸。每種運載同一種氨基酸。每種trnatrna 均有反密碼均有反密碼, ,能與能與mrnamrna上相應(yīng)的密碼互補結(jié)上相應(yīng)的密碼互補結(jié) 合合( (堿基互補配對堿基互補配對).). 酪酪 55 5533 aug guu uac aca 酪氨酰酪氨酰- trna 反密碼反密碼 mrna 密碼與反密碼的堿基配對密碼與反密碼的堿基配對

46、 合成氨酰合成氨酰trnatrna的作用：的作用：1. 1. 接頭接頭作用，作用， 以保證正確的氨基酸序列。以保證正確的氨基酸序列。2.2.氨基酸氨基酸 的活化的活化作用，氨基酸與作用，氨基酸與trnatrna之間的共之間的共 價鍵是價鍵是高能鍵高能鍵，使氨基酸與延伸的多，使氨基酸與延伸的多 肽鏈末端形成肽鍵，不與肽鏈末端形成肽鍵，不與trnatrna相連的相連的 氨基酸不能加到延伸的多肽鏈上。氨基酸不能加到延伸的多肽鏈上。 氨基酸的活化氨基酸的活化 1 1、反應(yīng)式：、反應(yīng)式： aa + trnaaa + trna+ atp+ atp 氨基酰氨基酰-trna-trna合成酶合成酶 氨基酰氨基酰

47、-trna-trna+amp+ppi+amp+ppi 2 2、aaaa結(jié)合位置：結(jié)合位置： aaaa的的-羧基與羧基與trnatrna 33末端腺苷酸中末端腺苷酸中 核糖核糖2 2 或或33羥基以酯鍵相結(jié)合。羥基以酯鍵相結(jié)合。 起始密碼子起始密碼子augaug編碼甲硫氨酸（蛋氨酸）編碼甲硫氨酸（蛋氨酸） 細胞中有兩種攜帶甲硫氨酸的細胞中有兩種攜帶甲硫氨酸的trnatrna，能夠識，能夠識 別別mrnamrna中中55端起始密碼端起始密碼augaug的的trnatrna是一種特是一種特 殊的殊的trnatrna，稱為起始，稱為起始trnatrna（trnatrnaimet met ），另 ），另

48、 一種攜帶甲硫氨酸為一種攜帶甲硫氨酸為trnatrnamet met。 。在原核生物中，在原核生物中， 有一甲?；?，使有一甲?；福筸et- trnamet- trnaimet met中的氨基甲 中的氨基甲 ?；甚；蒮met-trnafmet-trnaifmet fmet，新蛋白質(zhì) ，新蛋白質(zhì)n n端的第一端的第一 個氨基酸是個氨基酸是n-n-甲酰甲硫氨酸；另一種攜帶甲甲酰甲硫氨酸；另一種攜帶甲 硫氨酸的硫氨酸的trnatrnamet met，識別非起始部位的甲硫氨 ，識別非起始部位的甲硫氨 酸密碼酸密碼augaug。 兩種兩種甲硫氨酰甲硫氨酰- trna- trna由同一由同一甲硫氨

49、酰甲硫氨酰- trna- trna合成酶合成酶 催化，被蛋白質(zhì)合成因子催化，被蛋白質(zhì)合成因子（起始和延伸因子）（起始和延伸因子）所區(qū)別。所區(qū)別。 l在在原核生物原核生物中中核糖體核糖體大小為大小為70s70s，可分為，可分為30s30s 小亞基和小亞基和50s50s大亞基大亞基 ，rrnarrna有三種：有三種：5s5s，16s16s， 23s23s。其中，。其中，16s16s的的rrnarrna參與構(gòu)成核蛋白體的參與構(gòu)成核蛋白體的 小亞基，而小亞基，而5s5s和和23s23s的的rrnarrna參與構(gòu)成核蛋白體參與構(gòu)成核蛋白體 大亞基。大亞基。 l在在真核生物真核生物中中核糖體核糖體大小為大

50、小為80s80s，也分為，也分為40s40s 小亞基和小亞基和60s60s大亞基大亞基 ，rrnarrna有四種：有四種：5s5s， 5.8s，18s18s，28s28s。其中，。其中，18s18s的的rrnarrna參與構(gòu)成參與構(gòu)成 核蛋白體小亞基，其余的核蛋白體小亞基，其余的rrnarrna參與構(gòu)成核蛋參與構(gòu)成核蛋 白體大亞基。白體大亞基。 核糖體的結(jié)構(gòu)和功能核糖體的結(jié)構(gòu)和功能： rrnarrna與蛋白質(zhì)組成核蛋與蛋白質(zhì)組成核蛋 白體白體( (核糖體核糖體),),是蛋白質(zhì)合成的場所是蛋白質(zhì)合成的場所. .由大小兩個亞由大小兩個亞 基組成基組成: : l大腸桿菌核蛋白體大腸桿菌核蛋白體 的空

51、間結(jié)構(gòu)為一橢的空間結(jié)構(gòu)為一橢 圓球體，其圓球體，其30s亞亞 基呈啞鈴狀，基呈啞鈴狀，50s 亞基帶有三角，中亞基帶有三角，中 間凹陷形成空穴，間凹陷形成空穴， 將將30s小亞基抱住，小亞基抱住， 兩亞基的結(jié)合面為兩亞基的結(jié)合面為 蛋白質(zhì)生物合成的蛋白質(zhì)生物合成的 場所。場所。 核蛋白體的大、小亞基分別有不同的功能：核蛋白體的大、小亞基分別有不同的功能： 小亞基小亞基: :可與可與mrna、gtp和起始和起始trna結(jié)合結(jié)合, , 沿沿5 35 3方向移動方向移動. . 大亞基大亞基: : 有兩個trnatrna結(jié)合位點結(jié)合位點：受位受位(a(a位位) )（右）（右） 氨?；?，結(jié)合氨基酰氨酰

52、基位，結(jié)合氨基酰- trna- trna。 給位給位(p(p位位) )（左）肽酰（左）肽酰 基位，可與延伸中的肽酰基基位，可與延伸中的肽酰基trnatrna結(jié)合，成肽結(jié)合，成肽 具有肽酰轉(zhuǎn)移酶活性：具有肽酰轉(zhuǎn)移酶活性：將給位上的肽?；D(zhuǎn)移將給位上的肽?；D(zhuǎn)移 給受位上的氨基酰給受位上的氨基酰trna，形成肽鍵。，形成肽鍵。 具有具有g(shù)tpase活性活性：水解水解gtp，獲得能量，獲得能量 aug aca 55 蛋蛋 蘇蘇 ugu guu 33 受受 位位 (a位位) 給給 位位 (p位位) 大亞基大亞基 小亞基小亞基 蛋白質(zhì)合成的起始蛋白質(zhì)合成的起始 蛋白質(zhì)合成起始由起始因子催化，原核生物 中

53、，有三種起始因子（if1 if2 if3），其 作用主要是促進核糖體小亞基（30s）與 fmet-trnaifmet、模板mrna及gtp結(jié)合形成30s 起始復(fù)合物。 if3從30s起動復(fù)合體上脫落，50s大亞基與復(fù)合體 結(jié)合，形成70s起動前復(fù)合體。 gtp被水解，if1 和if2從復(fù)合物上脫落。此時，trnaifmet的反密碼 uac與mrna上的起動密碼aug互補結(jié)合，trnaifmet結(jié) 合在核蛋白的給位（p位） aug aca 5533 aug aca 5533 uacuac aug aca 5533 小亞基小亞基 if3 mrna if1 if2 fmet-trnaifmet gt

54、p 大亞基大亞基 gdp+pi if1 if2 受位受位給位給位 fmetfmet 肽鏈合成的起始階段肽鏈合成的起始階段 if3 if3 if1if2 if3 gtp 肽鏈合成的起始階段肽鏈合成的起始階段 1.mrna1.mrna與小亞基結(jié)合與小亞基結(jié)合 2.aug2.aug與蛋氨酰與蛋氨酰-trna-trna結(jié)合結(jié)合 3.3.大小亞基結(jié)合大小亞基結(jié)合 蛋白質(zhì)合成的延伸蛋白質(zhì)合成的延伸 1.1.進位進位: :氨基酰氨基酰-trna-trna進進 入受位入受位; ; 2.2.轉(zhuǎn)肽轉(zhuǎn)肽: :形成肽鍵形成肽鍵, ,在在肽肽 酰轉(zhuǎn)移酶（轉(zhuǎn)肽酶）酰轉(zhuǎn)移酶（轉(zhuǎn)肽酶）作作 用下用下, ,給位與受位結(jié)合給位與

55、受位結(jié)合; ; 3.3.移位移位: :核糖體向核糖體向33端端 移動一個密碼子的位置移動一個密碼子的位置, , 空出受位空出受位, ,不斷地進位、不斷地進位、 轉(zhuǎn)肽、移位轉(zhuǎn)肽、移位, , 使肽鏈延使肽鏈延 長長. . aug aca 5533 uac 蛋蛋 蘇蘇 ugu aug aca 55 uac 蛋蛋蘇蘇 ugu guu aug aca 55 uac 蛋蛋 蘇蘇 ugu guuaug aca 55 蛋蛋 蘇蘇 ugu guu 33 33 33 gtp gdp+pi ef-t gdp+pigtp 起始復(fù)合體起始復(fù)合體進位進位 轉(zhuǎn)肽轉(zhuǎn)肽 移位移位 mg+ k+ 肽鏈合成的延伸階段肽鏈合成的延伸

56、階段 肽鏈合成的延伸階段肽鏈合成的延伸階段 1.1.氨基酰氨基酰-trna-trna進位進位; ; 2.2. 在轉(zhuǎn)肽酶作用下在轉(zhuǎn)肽酶作用下, ,形成肽鍵形成肽鍵; ; 3.3. 核糖體向核糖體向33端移動一個密碼子端移動一個密碼子, ,繼續(xù)繼續(xù) 進位、轉(zhuǎn)肽、移位的循環(huán)進位、轉(zhuǎn)肽、移位的循環(huán) 蛋白質(zhì)合成的終止蛋白質(zhì)合成的終止 核糖體沿核糖體沿mrna鏈滑動，不斷使鏈滑動，不斷使 多肽鏈延長，直到終止信號進入多肽鏈延長，直到終止信號進入 受位。受位。 1識別：識別：釋放因子（釋放因子（rf）識別）識別 終止密碼，進入核糖體的受位。終止密碼，進入核糖體的受位。 2水解水解：rf使轉(zhuǎn)肽酶變?yōu)樗饷?，?/p>

57、轉(zhuǎn)肽酶變?yōu)樗饷福?多肽鏈與多肽鏈與trna之間的酯鍵被水解，之間的酯鍵被水解， 多肽鏈釋放。多肽鏈釋放。 3解離：解離：通過水解通過水解gtp，使核，使核 糖糖體與體與mrna分離，分離，trna、rf脫脫 落，核落，核糖糖體解離為大、小亞基。體解離為大、小亞基。 aug uaa 55 uac aug uaa 55 uac 3333 終終 終終 aug uaa 55 uac 33 終終 5533uac 終終 肽鏈肽鏈 肽鏈合成的終止階段肽鏈合成的終止階段 1.1.出現(xiàn)終止密碼并與終止因子結(jié)合出現(xiàn)終止密碼并與終止因子結(jié)合; ; 2.2.肽鍵水解肽鍵水解, ,多肽釋放多肽釋放; ; 3.trna,mrna,3.trna,mrna,大小亞基解離大小亞