轉錄和轉錄水平的調控要點

1、SECTION 5轉錄和轉錄水平的調控重點：轉錄的反應體系，原核生物RNA聚合酶和真核生物中的 RNA聚合酶的特點， RNA的轉錄過程大體可分為起始、延長、終止三個階段。真核RNA的轉錄后加工， 包括各種RNA前體的加工過程?；虮磉_調控的基本概念、特點、基本原理。乳糖操縱子的結構、負性調控、正性調控、協(xié)調調節(jié)、轉錄衰減、SOS反應。難點：轉錄模板的不對稱性極其命名，原核生物及真核生物的轉錄起始，真核生物 的轉錄終止，mRNA前體的剪接機制（套索的形成及剪接），第I、n類和第"類 內含子的剪接過程，四膜蟲rRNA前體的加工，核酶的作用機理。真核基因及基因表達調控的特點、 順式作用元件

2、和反式作用因子的概念、 種類和特點 . 以及它 們在轉錄激活中的作用。一模板和酶：要點1 模板RNA的轉錄合成需要DNA做模板，DNA雙鏈中只有一股鏈起模板作用，指導 RNA合成的一股DNA鏈稱為模板鏈（template strand ）,與之相對的另一股鏈為 編碼鏈（coding strand ）,不對稱轉錄有兩方面含義 ：一是DNA鏈上只有部分的 區(qū)段作為轉錄模板 （ 有意義鏈或模板鏈 ）, 二是模板鏈并非自始至終位于同一股 DNA單鏈上。2. RNA聚合酶轉錄需要RNA聚合酶。原核生物的 RNA聚合酶由多個亞基組成：a 2 3 3 '稱 為核心酶，轉錄延長只需核心酶即可。 a 2

3、 3 3 ' b稱為全酶，轉錄起始前需要 b亞 基辨認起始點，所以全酶是轉錄起始必需的。真核生物 RNA聚合酶有RNA-pol I、 H、川三種,分別轉錄45s-rRNA; mRNA（其前體是 hnRNA）;以及5s-rRNA、snRNA 和 tRNA。3. 模板與酶的辨認結合轉錄模板上有被RNA聚合酶辨認和結合的位點。在轉錄起始之前被 RNA聚合酶結合的DNA部位稱為啟動子。典型的原核生物啟動子序列是-35區(qū)的TTGACA序列和-10區(qū)的Pribnow盒即TATAAT序列。真核生物的轉錄上游調控序列統(tǒng)稱 為順式作用元件，主要有TATA盒、CG盒、上游活化序列（酵母細胞）、增強子等 等

4、。和順式作用元件結合的蛋白質都有調控轉錄的作用 ， 統(tǒng)稱為反式作用因子。 反式作用因子已發(fā)現(xiàn)數(shù)百種 ， 能夠歸類的稱為轉錄因子 （TF）， 相應于 RNA-polI、H、川的是 TFI、TFH、TFHo TFH又有A、B、C、D E、F多種及其亞類。基本概念：I. 不對稱轉錄：兩重含義，一是指雙鏈DNA只有一股單鏈用作轉錄模板 （模板鏈）;二是對不同基因同一單鏈上某些區(qū)段作為模板鏈而另一些區(qū)段作為編碼鏈，即模板鏈并非永遠在同一單鏈上。2. 編碼鏈：DNA雙鏈上不用作轉錄模板的那一段單鏈，因其堿基序列除由 T代 替U而外,其他與轉錄產(chǎn)物 mRNA序列相同而得名。3. b （sigma ）因子：原

5、核生物RNA聚合酶全酶的成份，功能是辨認轉錄起始區(qū)， 這種b因子稱b 70,此外還有分子量不同，功能不同的其他b因子?；疽螅?掌握轉錄與復制的區(qū)別，轉錄的不對稱性，原核生物的RNA聚合酶的組成及各亞基的功能，真核生物RNA聚合酶的分類、性質及功能，原核生物啟 動子的結構特點，了解真核生物 RNA聚合酶的組成，研究轉錄起始區(qū)的方法。轉錄過程1 轉錄起始：轉錄的起始就是生成由 RNA聚合酶,模板和轉錄5'端首位核苷酸組成的起始 復合物。原核生物 RNA5端是嘌呤核苷酸（A、G）,而且保留三磷酸核苷的結構,所 以其起始復合物是：pppG-DNA-RNA聚合酶。真核生物起始，生成起始前復合

6、物（PIC）。例如RNA-pol- H轉錄，是由各種TFH相 互辨認結合，再與RNA聚合酶結合，并通過TF結合到TATA盒上 .2. 轉錄延長 ：轉錄的延長是以首位核苷酸的3'-0H為基礎逐個加人NTP即形成磷酸二醋鍵使RNA逐步從5'向3'端生長的過程。在原核生物，因為沒有細胞膜的分隔，轉錄 未完成即已開始翻譯，而且在同一 DNA模板上同時進行多個轉錄過程。電鏡下看 到的羽毛狀圖形和羽毛上的小黑點 （多聚核糖體 ）， 是轉錄和翻譯高效率的直觀表 現(xiàn)。3 錄終止：轉錄的終止在原核生物分為依賴Rho因子與非依賴 Rho因子兩類。Rho因子有ATP酶和解螺旋酶兩種活性，因此

7、能結合轉錄產(chǎn)物的 3'末端區(qū)并使轉錄停頓及 產(chǎn)物RNA兌離DNA模板。非依賴 Rho因子的轉錄終止，其RNA產(chǎn)物3'-端往往形 成莖環(huán)結構，其后又有一串寡聚 U。莖環(huán)結構可使因子聚合酶變構而不再前移，寡聚U則有利于RNA不再依附DNA模板鏈而脫出。因此無論哪一種轉錄終止都有 RNA聚合酶停頓和 RNA產(chǎn)物脫出這兩個必要過程。真核生物轉錄終止是和加尾 （mRNA的聚腺昔酸poly A）修飾同步進行的。RNA上的加尾修飾點結構特征是有 AAAUAA序 列?；靖拍睿?轉錄起始前復合物 （pre-initiation complex，PIC）： 是真核生物轉錄因子與RNA聚合酶一同結

8、合于轉錄起始前的DNA區(qū)域而成的復合物。2. 加尾修飾點： 真核生物mRNA專錄不是在 mRNA勺位置上終止，而是在數(shù)百個 核苷酸之后，研究發(fā)現(xiàn)在編碼鏈讀碼框架的3' 端之后，常有一組共同序列AATAAA再下游還有相當多 GC的序列，這些序列稱為加尾修飾點，轉錄越過修飾 點后，mRNAfe修飾點處被切斷，隨即加入polyA。3. Rho因子：是原核生物轉錄終止因子，有ATP酶和解螺旋酶活性。轉錄終止也 可不依賴Rho因子?；疽螅?掌握原核生物的轉錄起始復合物的形成過程，真核生物轉錄起始及起始前 復合物（PIC）的生成，RNA聚合酶H催化的轉錄起始過程中各種TFH的作用，轉錄延伸過程

9、中的化學反應， 原核生物的轉錄終止的兩種形式， 真核生物的轉錄終 止的修飾點。了解原核生物RNA聚合酶的各種亞基與真核生物的各種轉錄因子之 間的關系即拼版理論，原核生物轉錄空泡的形成及轉錄產(chǎn)物的釋放過程。三.真核RNA的轉錄后加工1. mRNA專錄后加工真核生物轉錄生成的 RNA多需經(jīng)加工后才具備活性，這一過程稱為轉錄后修 飾,mRNA轉錄后修飾包括首、尾修飾和剪接。加尾修飾是和轉錄終止同步的,5'端修飾主要是指生成帽子結構 ,即把5'-pppG轉變?yōu)?'-pmGpppG。其過程需磷酸 解、磷酸化和堿基的甲基化。mRNAb hRNA加工而成。真核生物基因由內含子隔斷編碼

10、序列的外顯子，是斷裂基因。內含子一般也出現(xiàn)在轉錄初級產(chǎn)物hRNA切除內含子 ,把外顯子連結在一起 ,就是剪接加工。在電鏡下看到加工過程 ,內含子 往往被彎曲成套索狀，因此稱為套索 RNA現(xiàn)在知道剪接加工中，需要由多種 Sn-RNA與蛋白質共同組成的并接體。并接體和hn RNA上的內含子邊界序列辨認結合。 剪接過程先由含鳥苷酸的酶提供 3'-OH 對其中內含子 5'- 端的磷酸二酯鍵 作親電子攻擊使其斷裂。 斷裂的外顯子 3'-OH 對內含子 3'- 端的磷酸二酯鍵作親 電子攻擊 ,使剛斷出的外顯子完全置換了內含子 ,兩個外顯子就相連起來 ,因此這 個過程稱二次轉

11、酯反應。2. tRNA轉錄后加工tRNA的轉錄后修飾，除了剪接加工外，還包括tRNA鏈上稀有堿基的形成，以 及加上3'端的CCA序列。3. rRNA的轉錄后加工rRNA加工多采用自我剪接的形式。自我剪接的RNA本身形成一種特別的二級結構 ， 稱為錘頭結構。 錘頭結構是指復合的莖環(huán)組成形態(tài) ， 但其中某些序列上必 需是特定的堿基所占據(jù)。 這種RNA結構，不需要任何蛋白質，就可以水解RNA鏈上 某一特定位點的磷酸二酯鍵。 也就是說，這是一種起催化作用的 RNA，現(xiàn)稱為核酶。 核酶的發(fā)現(xiàn) ， 對酶學、分子生物學 ， 進化生物學都是重要的理論更新 ， 而且 ， 醫(yī)學上 已開始利用人工設計的核酶

12、，去消滅一些作為病原體的RNA病毒或消除一些不利于生命活動的細胞內 RNA。基本概念：1. 剪接修飾：RNA轉錄初級產(chǎn)物含有非編碼組分 ，通過剪接除去非編碼組分，把編碼組份連接起來。剪接修飾最常見的是靠并接體協(xié)助的二次轉酯反應， 此外還可有自我剪接及需酶的剪接等剪接方式。2. 外顯子 ： 定義為斷裂基因上及其轉錄初級產(chǎn)物上可表達的序列?；蜣D錄初級產(chǎn)物上通過拼接作用而保留于成熟的RNA中的核苷酸序列或基因中與成熟RNA相對應的DNA序列.3. 內含子 ： 早期定義為核酸上的非編碼序列。 隨著內含子功能的被拓寬 ， 建議用 "轉錄初級產(chǎn)物上通過拼接作用而被去除的 RNA序列或基因中與這種

13、 RNA序列相 對應的DNA序列”較全面。4. 并接體：由snRNA和蛋白質組成的核糖核酸蛋白 （核蛋白）復合物。其功能是 結合內含子兩端的邊界序列 ，協(xié)助RNA的剪接加工。5. 核酶（ribozyme ）:具有催化功能（酶的作用）的RNA分子。核酶能起作用的結 構,至少含有3個莖（RNA分子內配對形成的局部雙鏈 ）,1至3個環(huán)（RNA分子局部 雙鏈鼓出的單鏈 ）和至少有 13個一致性的堿基位點?；疽螅赫莆照婧松?mRNA專錄后5 / -端加帽；3 / -端加尾及mRNA鏈進行剪接修 飾，tRNA及rRNA的轉錄后加工過程，了解內含子的其他剪接方式及功能，核酶 的應用。轉錄水平的調控一、

14、基因表達調控基本概念與原理1、 基因表達的概念基因是一段DNA分子，編碼一種多肽鏈或 RNA?；蛲ㄟ^ 轉錄和翻譯產(chǎn)生具有一定功能的蛋白質的過程。大多數(shù)基因的表達產(chǎn)物是蛋白質，部分基因如rRNA和tRNA基因的表達產(chǎn)物是 RNA.2、 基因表達的特點（A）、時間特異性或發(fā)育階段特異性、（B）、空間特異性或組織細胞特異性，（C）、有兩種表達方式，管家基因幾乎在所有的細胞和所有的 發(fā)育階段持續(xù)表達， 基本不受環(huán)境因素的影響， 只受啟動子調節(jié)。 另外一些基因 的表達受環(huán)境因素的誘導或阻遏。（D）、 基因表達可在多層次上受到調節(jié)如基因、轉錄、 轉錄后加工 翻譯和翻譯后加工等水平上進行調節(jié)。 但最主要的

15、是轉錄水 平的調節(jié)，本章討論的內容是原核基因和真核基因轉錄水平的調節(jié)。3、 基因轉錄激活的基本要素 ：（A）、特異的DNA調節(jié)序列是調節(jié)基因轉錄的DNA片段，如原核生物操縱子調控區(qū)中的啟動序列、操縱序列、CAP蛋白結合位點和真核基因的啟動子、增強子和沉默子等。（B）、調節(jié)蛋白 是調節(jié)基因轉錄的蛋白因子， 如原核生物的阻遏蛋白和CAp蛋白、真核生物的基本轉錄因子和特異轉錄因子等。、（C）、RNA聚合酶是催化基因轉錄最主要的酶。原核生物只有一種RNA聚合酶，催化所有RNA的轉錄。 真核生物有三種RNA聚合酶，催化不同RNA的轉錄°DNA調節(jié)元件和調節(jié)蛋白可以通過影響RNA聚合酶的活性來調

16、接基因轉錄激活。二、原核基因轉錄調控 1 原核基因表達調節(jié)的特點：（A） d因子決定RNA聚合酶識別特異性，幫助RNA聚合酶識別不同啟動 子，對不同基因進行轉錄。（B）、轉錄調節(jié)普遍采用操縱子模式 ，原核生物功能相關的基因往往串聯(lián)地排列在一起， 在一個共同的調控區(qū)的調節(jié)下， 一起轉錄生 成一個多順反子， 最終表達產(chǎn)物是一些功能相關的酶或蛋白質， 它們起參與某 種底物的代謝或某種產(chǎn)物的合成。（C）、阻遏蛋白對轉錄的抑制作用是普遍存在的貢性調節(jié)。2、乳糖操縱子的結構、負性和正性調節(jié)及協(xié)調調節(jié)：（A）、乳糖操縱子包括三個結構基因（Z、Y、A ）、三個調節(jié)序列：啟動序列、操縱序列和CAP蛋白結合位點，

17、以及一個調節(jié)基因，調節(jié)基因編碼阻遏蛋白。（B）、 阻遏蛋白的負性調節(jié)蛋白質與DNA結合抑制基因的轉錄屬于負性調節(jié)。操縱序列是控制操縱子中結構基因轉錄的開關 ， 阻遏蛋白與操縱序列結合可阻止 RNA 聚合酶對結構基因的轉錄。 當乳糖存在時， 乳糖的分鮮產(chǎn)物半乳糖與阻遏蛋白結 合，導致阻遏蛋白與操縱序列解離，誘導基因的轉錄。（C）、CAP的正性調節(jié)蛋白質與DNA吉合增強基因轉錄屬于正性調節(jié)。在啟動子上游子存在 CAP結合位點， CAP與其結合后可促進 RNA聚合酶與啟動秀列結合，從而促進轉錄。但是,CAP單 獨不能與其位點結合，只有與CAMP形成復合物后才能與 CAP位點結合。細胞內葡萄糖缺乏時，

18、CAMP水平升高，CAMP一 CAP復合物形成并與 CAP結合位點結合， 促進RNA聚合酶與啟動序列結合并啟動轉錄。葡萄糖豐富時，CAMP水平降低，CAMP一 CAM P復合物不能形成，CA P不能與DNA結合，不能啟動轉錄。（D）、協(xié)調調節(jié) 即阻遏蛋白的負性調節(jié)與CAP蛋白正性調節(jié)的協(xié)同作用。當阻遏蛋白與操縱序列結合封閉轉錄后，CAP不能啟動轉錄， 但是阻遏蛋白脫離操縱序列而解除封閉后，如果沒有CAp的作用也不能啟動轉錄，所以乳糖操子的誘導作用即需要乳糖的存在又需要葡萄糖的缺乏。3、操縱子的其他轉錄調節(jié)機制(A)、轉錄衰減作用最早在阻遏型的色氨酸操縱子發(fā)現(xiàn)，當色氨酸豐富時，核蛋白體迅速通過前

19、導編碼序列！、使后面的序列形成衰減子，導致RNA聚合 酶的脫落和轉錄終止。轉錄衰減實質上是轉錄和前導肽翻譯過程的偶聯(lián)，是原核生物特有的轉錄調節(jié)機制。(B)、SOS反應是大腸桿菌特有的一種DNA損傷修復機制參與DNA損傷修復的一些SOS基因受一個共同的L exA阻遏蛋白的控制，正常情況下LexA與DNA結合阻止了這些基因的表達，當紫外線照射造成DNA損傷時，Rec蛋白產(chǎn)生蛋白水解酶活性，使LexA蛋白水解失活，導致SOS基因轉錄表達，并對損傷的DNA進行修復三、真核基因轉錄調節(jié)真核基因數(shù)量多，基因表達調節(jié)機制復雜，基因表達可在DNA、染色質、轉錄、 轉錄后加工、 翻譯和翻譯后加工等水平上調節(jié)，

20、但最主要的是轉錄水平的 調節(jié)。1、 真核基因組結構特點(A)、真核基因組結構龐大， 由3 0億堿基對組成，有4萬多個基因。(B)、單順反子真核細胞一般以一個基因為轉錄單位，轉錄產(chǎn)物是單順反子、即編碼一種多肽的mRNAo( C)、重復序列 真核基因組中編碼序列只占5 10 %其余8 0 9 0 %是非編碼序列，其中有大量的重復 序列。重復序列長短不同，重復率不等，而且具有種屬特異性。(D)、基因不連續(xù)性 真核基因的編碼序列不連續(xù)排列，被一些非編碼序列間隔開，編碼序列稱 外顯子，非編碼序列稱內含子。2、 真核基因表達調節(jié)特點(A) RNA聚合酶 原核生物只有一種 RNA聚合酶，真核生物有三種，分別

21、轉錄不同的 RNA RNA聚合酶II負責轉錄蛋白質的基 因 ，因此該酶最為重要 o( B) 活性染色質結構的變化 基因轉錄可在染色質 水平上調節(jié)，基因轉錄激活的染色質在結構和性質上發(fā)生如下變化；(1) 由于轉錄激活區(qū)組蛋白部分脫落，產(chǎn)生 DNase I 超敏位點 o(2) DNA 拓撲構像發(fā)生 變化，DNA專錄時，RNA聚合酶的前面是正超螺旋，后面是負螺旋。(3) DNA堿基修飾變化 轉錄激活的基因處于低甲基化狀態(tài)。(4)組蛋白的數(shù)量、結構和化學修飾發(fā)生變化(C)正性調節(jié)占主導地位蛋白質與DNA結合抑制轉錄是負性調節(jié)， 蛋白質與DNA結合后促進基因轉錄是正性調節(jié)。在原核生物中阻遏蛋白與DNA結

22、合抑制轉錄是負性調節(jié)。在真核生物中有許多轉錄激活因子， 它們與增強子DNA結合促進轉錄屬于正性調節(jié)。3、 真核基因轉錄激活調節(jié)真核基因轉錄激活也需要 DNA調節(jié)序列、調節(jié)蛋白和RNA聚合酶三大要素。(A)順式作用元件真核生物的DNA調控元件稱為順式作用元件，包括啟動子，增強子和沉默子。它們通過DNA和蛋白質、蛋白質和蛋白質的相互作用， 最終改變RNA聚合酶的活性而調節(jié)轉錄。典型的啟動子由TATA盒及其上游的GC盒和CAAT盒組成。增強子是遠離啟動子的、可促進轉錄 的調控元件，其作用與方向和位置無關， 而且具有組織特異性。 它一般與轉錄激 活因子結合，通過作用于轉錄起始復合物增強RNA聚合酶的活

23、性，從而促進轉錄。沉默子是一種負性調控元件，它與轉錄抑制因子結合抑制轉錄。(B)反式作用因子 是影響基因轉錄的調節(jié)蛋白， 包括基本轉錄因子和特異轉錄因子， 基本轉錄因子與RNA聚合酶構成轉錄起始復合物， 有人將它們稱為 RNA聚合酶的亞基， 它們在所有的細胞中都存在，對于三種RNA聚合酶，除個別基本轉錄因子都是通用的。 特異轉錄錄因子包括轉錄激活因子和轉錄抑制因子， 前者與增強子結合 增強基因轉錄，后者與沉默子結合抑制基因轉錄。轉錄因子一般含有 DNA吉合域和轉錄激活域，前者是轉錄因子與 DNA吉合的位點，如鋅指結構和堿性氨基酸組 成的螺旋 . 后者是轉錄因子與轉錄起始復合物中某種蛋白質相互作

24、用的位點，此外，某些轉錄因子還有蛋白質和蛋白質相互的結構域4、mRNA基因轉錄激活及其調節(jié)mRNA基因是蛋白質基因，在基因組中占據(jù)絕大多數(shù)，由RNA聚合酶II轉錄，真核RNA聚合酶II與十幾種基本轉錄因子結合 成轉錄起始復合物，對蛋白質基因進行轉錄。基本轉錄因子中只有TFII D 可以和TATA盒結合.TFII D 由TBP （TATA結合蛋白）和十幾種 TBP相關因子（TAF） 構成。真核基因調節(jié)的三大要素是順式作用元件反式作用因子和 RNA聚合酶，它們通過DNA和蛋白質及蛋白質和蛋白質的相互作用調節(jié)的轉錄。例如一種轉錄激活因子和某種增強子結合，通過作用于轉錄起始復合物中的某種蛋白質引起 R

25、NA聚合酶的構想改變或化學修飾，最終導致其活性增加，從而激活轉錄。雖然 增強子距離啟動子和 RNA聚合酶很遠，但是DNA可以彎曲，使轉錄激活因子與啟 動子上的轉錄起始復合物靠近，與復合物中的某種蛋白質（TBP或TAF）相互作用，然后通過它作用于 RNA聚合酶，從而激活轉錄。SECTION 6蛋白質的生物合成及表達定位重點 :蛋白質合成的反應體系、三種RNA在翻譯中的作用、蛋白質合成過程可分為 起始、延長、終止三個階段。原核生物翻譯起始與真核生物的區(qū)別。肽鏈合成后 的加工修飾。蛋白質生物合成的干擾和抑制。難點：遺傳密碼的特性、 翻譯起始復合物的形成、 肽鏈延長階段的三個步驟、 蛋 白質的靶向輸送

26、。一. 參與蛋白質生物合成的物質要點：參與翻譯過程的物質： 需要20種氨基酸作為原料、三種 RNA蛋白質因 子（起始因子IF、延長因子EF及釋放因子RF）、酶和ATP GTP等，共同協(xié)調 完成蛋白質合成。l. mRNA是翻譯的直接模板mRNA每3個堿基組成三聯(lián)體密碼子，決定一個氨基酸的信息。有64個密碼子，其中mRN>5'端的AUG稱為起始密碼。UAG UAA UGA為肽鏈合成的終止信 號， 其余 61 個密碼子代表 20 種氨基酸。 密碼閱讀方向是從 5'到 3'， 決定翻 譯的方向性。遺傳密碼有以下生物特性：（1）遺傳密碼的連續(xù)性，即從 AUG開始，各密碼子連

27、續(xù)閱讀而無間斷，若有堿基 插入或缺失，會造成框移突變；（2）簡并性，大部分氨基酸有多個密碼子，以24個居多，可有6個。這種由多種密碼編碼一種氨基酸的現(xiàn)象稱為簡并性。決定同一種氨基酸密碼子的頭 兩個堿基是相同的 ， 第三位堿基不同 ， 第三位堿基發(fā)生點突變時仍可翻譯出 正常的氨基酸；（3）擺動性，mRNA密碼子的前兩位堿基和 tRNA的反密碼嚴格配對。而密碼第三 位堿基與反密碼第一位堿基不嚴格遵守配對規(guī)則，稱為密碼配對的擺動性。6見表1-1.表1-1密碼子、反密碼子配對的擺動現(xiàn)象tRNA反密碼子第一個堿基IUCAGmRN/密碼子第三個堿基U,C,AA,GGUU,C(4) 通用性，生物體的遺傳密碼

28、相同，稱密碼的普遍性。但線粒體密碼子有例外。 如AUA與 AUG勻代表Met和起始密碼子；UGA為Trp密碼子而不是終止密碼子等。2. 核蛋白體是肽鏈合成的場所核蛋白體由大、小亞基構成，每個亞基含不同的蛋白質和rRNA。大亞基有轉肽酶活性，有容納 tRNA的二個部位：A位，即氨基酰位,P位，即肽酰位。3. tRNA和氨基酰-tRNAtRNA的作用是攜帶并轉運特異氨基酸。tRNA分子上3'端的CCA序列是結合氨基酸的部位，反密碼環(huán)可特異識別mRNA勺密碼序列。(1) 氨基酰-tRNA合成酶。氨基酰-tRNA合成酶可高度特異識別氨基酸及tRNA底物，保證各氨基酸與相應數(shù)種tRNA準確結合。

29、氨基酸-tRNA合成酶催化的反應分為兩步：氨基酸+ ATP-E氨基酸-AMP-E+ PPi氨基酰-AMP-E+ tRNA氨基酰-tRNA+AMP + E此反應使氨基酸羧基活化，并使活化氨基酸轉移到 tRNA 3'端CCA-0H形成 氨基酸的活性形式，氨基酰-tRNA。(2) 氨基酰-tRNA的表示方法原核細胞tRNA攜帶的甲硫氨酸可被甲?；?，稱tRNAfmet, fMet- tRNA嚴專一識別起始密碼 AUG第一個進入核蛋白體循環(huán)。甲酰轉移酶N10-甲酰四氫葉酸+ Met tRNA*四氫葉酸+ fMet- tRNA ifmet基本要求：1. 熟悉遺傳密碼的生物特性。2. 掌握氨基酰-t

30、RNA合成酶的催化活性及特異性 3. 掌握三種RNA在蛋白質合成中的功能。基本概念：1. 遺傳密碼：模板上的核苷酸，三個為一組(三聯(lián)體)決定一個氨基酸的種類，稱 為三聯(lián)體密碼。密碼也決定蛋白質的一級結構。2. 翻譯： 蛋白質生物合成稱為翻譯，是指把核苷酸序列組成的遺傳信息，破 讀為蛋白質分子的氨基酸排列順序。二.蛋白質生物合成過程要點：翻譯過程可分為起始、延長、終止三個階段，蛋白質合成在核蛋白體上進 行稱為核蛋白體循環(huán)(廣義)。肽鏈的合成是從 N端到C端。1. 翻譯起始(原核生物)生成由起始氨基酰-tRNA、mRNA和核蛋白體組成的 70S起始復合物，原核生 物的起始因子(IF)有三種。其過程

31、在原核生物和真核大同小異。(1) 核蛋白體大、小亞基分離。(2) mRNA結合小亞基 mRNA起始密碼上游為 S-D序列，可與小亞基 16S rRNA 3'端互補。緊接S-D序列的短核苷酸序列可被小亞基蛋白識別結合，兩方面作用促使mRNA在小亞基上定位。(3) fmet-tRNA ifmet結合于mRNA小亞基復合體的 AUG±，形成30S起始復合體。 大亞基加入30S起始復合體，形成 70S起始復合體。1 . 1真核生物翻譯起始的特點真核生物核蛋白體為表1-280S（ 60S + 40S ）。10種起始因子（elF ），見下表。 各種起始因子在形成起始復合物中的作用生成起始

32、復合物步 驟IFeIF亞基分離起始tRNA就位 mRNA就 位大亞基結合IF-3、IF-1IF-2、IF-1核酸-核酸、核酸-蛋白質之間的辨 認結合各種IF脫落，GTP水解eIF-3、eIF-3A、eIF-4CeIF-2、eIF2B、eIF- 3、eIF-4CeIF-4、elF-4A、elF-4B、elF-4E 、eIF-4F（1）.真核起始甲硫氨酸不需甲?；＃?）.真核mRNA沒有S-D序列，但5'端帽子結構與其在核蛋白體就位相關。帽 結合蛋白（CBP可與mRNA冒子結合，促進 mRNA與小亞基結合。2. 肽鏈的延長延長階段為不斷循環(huán)進行的過程，也稱核蛋白體循環(huán)。 分為進位、成肽和

33、轉位三個步驟。真核及原核生物的延長，主要是延長因子體系的不同，見表1-3。表1-3真核和原核生物延長因子及其功能原核生物功能真核生物EFTu協(xié)助氨基酰-tRNA進入A位，結合GTPEF1aEFTs從EFTu中置換GDPEF13、EF1yEFG轉位酶，促助肽酰-tRNA由A位進至P位，協(xié)助tRNAEF2的釋放進位根據(jù)A位上密碼引導，相應的氨基酰-tRNA進入A位，稱為進位（注冊）。EF-T由EF-Tu和EF-Ts兩個亞基組成， EF-Tu-GTP與氨基酰-tRNA形成 氨基酰 -tRNA-Tu-GTP三元復合物并進入 A位，消耗GTP完成進位，釋出EF-Tu-GDP, EF-Ts 促進EF-Tu

34、釋出GDP并重新形成 EF-T，再次被利用。（2）成肽轉肽酶催化催化 P位上甲酰甲硫氨?；螂孽；D移給 A位上進入的氨基 酰-tRNA，形成肽鍵連接，生成的二肽酰 -tRNA占據(jù)A位，P位連有空載tRNA， 將迅速從核蛋白體脫落。（3）轉位EFG有轉位酶活性，催化 A位二肽酰tRNA進入P位，同時核蛋白體沿 mRNA 移動一個密碼子，A位再次空缺，開第 3個氨基酰-tRNA進位。重復上述循環(huán)，肽鏈在N端加入一個氨基酸。使 P位依次出現(xiàn)3肽、4肽等。3肽鏈合成終止（原核）終止需要釋放因子 RF、RR真核生物僅需一種釋放因子，有GTP酶活性。（1） 、任何氨基酰-tRNA不辨認終止密碼，由 RF

35、-1辨認終止密碼 UAA UAG RF-2 辨認 UAA UGA（2） 、RF-3可使轉肽酶的構象改變，發(fā)揮酯酶活性水解多肽、脫離tRNA。（3）、在RR作用下，tRNA、mRNA RF與核蛋白體分離。大、小亞基分開，重 新參與蛋白質合成過程。多聚核蛋白體循環(huán)：在翻譯時多個核蛋白體結合于同一條mRNAh，稱為在mRNA 上的密度與模板的長度有關。可使蛋白質高速、高效同時合成多條肽鏈。 基本要求 :1. 掌握原核生物翻譯起始的過程。 2了解真核生物翻譯起始的特點 3熟悉原核生物肽鏈延長的三個步驟及延長因子的作用。 基本概念 :1. 核蛋白體循環(huán) （廣義）：蛋白質合成的中心環(huán)節(jié)。 是活化的氨基酸在

36、核蛋白體 上縮合成肽的過程。包括起始、延長、終止三個階段。2. S-D序列（核蛋白體結合序列）：mRNA起始密碼AUG上游為富含嘌呤 AGGA- 序列稱S-D序列，可與小亞基 16S rRNA 3'端互補結合。因此 AGGA序列也被稱 為核蛋白體結合序列。3核蛋白體循環(huán)（狹義）指翻譯過程的肽鏈延長階段。循環(huán)包括進位、成肽和 轉位三個步驟。每循環(huán)一次，肽鏈延長一個氨基酸，形成一個肽鍵。如此周而復 始，直至肽鏈合成終止。三 . 翻譯后加工要點 :新合成的多肽鏈，經(jīng)加工修飾，轉變成有生物活性的蛋白質。1. 高級結構修飾由多條肽鏈構成的蛋白質，各亞基合成后，需聚合成四級結構。細胞內多 種結合蛋白如脂蛋白、色蛋白、核蛋白、糖蛋白等，合成后需和相應輔基結合。2. 一級結構的修飾（ 1 ）去除起始甲硫氨酸多肽鏈延長到一定程度，脫甲酰基酶或氨基肽酶切去起始N-