蛋白質(zhì)的生物合成生物學(xué)

關(guān)于蛋白質(zhì)的生物合成生物學(xué)第1頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、核糖體的化學(xué)組成

主要是RNA和蛋白質(zhì)。

r蛋白質(zhì)：40%，核糖體表面

rRNA:60%,，核糖體內(nèi)部

編碼rRNA的基因稱rDAN。第2頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、核糖體的一般特征小亞基側(cè)面觀呈弧形，可分為頭、基部和平臺(tái)三部分組成。在電鏡下，是一種電子密度較高的圓形或橢圓形致密小顆粒，直徑15~30nm。每個(gè)核糖體由大、小兩個(gè)亞基組成。大亞基側(cè)面觀略呈圓錐形，在一側(cè)伸出三個(gè)突起，稱為中央突、柄和嵴。（一）核糖體的形態(tài)結(jié)構(gòu)第3頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月核糖體第4頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第5頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月中央突柄嵴谷大亞基頭部基部平臺(tái)小亞基頭部基部平臺(tái)中央突嵴mRNA第6頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在大亞基的中央還有一與其底面相垂直的中央管。在蛋白質(zhì)合成時(shí)，新生的多肽鏈經(jīng)中央管通過(guò)ER膜進(jìn)入ER腔中。aa40S60StRNAmRNA中央管第7頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月核糖體的功能定位：

A位：氨?；籔位：肽基位肽基轉(zhuǎn)移酶位又稱為T因子GTP酶位mRNA5'3'PAGT因子第8頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月核糖體的聚合和解聚[Mg2+]<1mM時(shí)，大、小亞基解離；[Mg2+]1~10mM時(shí)，大、小亞基聚合成單核糖體；[Mg2+]>10mM時(shí)，兩個(gè)單核糖體聚合成二聚體。+Mg2+-Mg2++Mg2+-Mg2+60S40S80S120S核糖體的大、小亞基間可因環(huán)境條件及生理狀態(tài)的改變而發(fā)生聚合和解離。

Mg2+為聚合的粘聚物，對(duì)核糖體大、小亞基的聚合有較大影響。

第9頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)核糖體的來(lái)源和沉降系數(shù)不同，分為三類真核細(xì)胞器核糖體：線粒體：55~88S，不同來(lái)源的Mi，核糖體的大小不同

動(dòng)物線粒體內(nèi)的核糖體：55~60S

高等植物細(xì)胞線粒體的核糖體：77~80S三、核糖體的類型原核細(xì)胞核糖體：70S

大亞基50S，由23S、5SrRNA和32(34)種蛋白質(zhì)組成。

小亞基30S，由16SrRNA和21種蛋白質(zhì)組成。真核細(xì)胞核糖體：80S

大亞基60S，由28S、5S、5.8SrRNA和約49種蛋白質(zhì)組成。

小亞基40S，由18SrRNA和33種蛋白質(zhì)組成。第10頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)在細(xì)胞中存在的情況分為：

游離核糖體、附著核糖體多聚核糖體第11頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月核糖體的功能游離核糖體：合成細(xì)胞自身的結(jié)構(gòu)蛋白以及催化各種生化反應(yīng)的酶蛋白；血紅蛋白；肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白附著核糖體：合成外輸性蛋白、溶酶體酶蛋白、膜鑲嵌蛋白第12頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的生物合成第13頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、

DNA的復(fù)制DNA復(fù)制(replication):DNA分子合成一個(gè)與自己相同的DNA分子的過(guò)程。其結(jié)果DNA含量增加一倍。第14頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月T—AA—TG—CC—GT—AA-TA-TA—TC—GG—CG—CA-TTATAATCGGCTATAAA

C

G

CTTGCG半保留復(fù)制（semi-conservativereplication)1解旋2條單鏈2CGGCATATAA

C

G

CTTGCG分別以2條單鏈為模板按堿基配對(duì)原則形成與親代DNA分子相同的兩條子鏈。每條子鏈中一條多核苷酸鏈?zhǔn)怯H代DNA分子即模板鏈，另一條是互補(bǔ)合成的。A—TG—CAAA-TA-TA—TC—GC—GG—CG—CA—TTTA—TG—CC—GA-TA-TA—TC—GG—CG—CA-TA—TG—CT—AC—GT—AA-TA-TA—TC—GG—CG-CDNA復(fù)制的基本形式和過(guò)程第15頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月真核細(xì)胞DNA復(fù)制特點(diǎn)：

1.堿基互補(bǔ)配對(duì)2.半保留復(fù)制

3.復(fù)制的方向性4.復(fù)制是不連續(xù)的復(fù)制子(replicon),

復(fù)制叉（replicationfork)

先行鏈和后隨鏈

岡崎片段

5.多個(gè)復(fù)制子雙向復(fù)制

6.復(fù)制的不同步性第16頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DNA復(fù)制所需的引物、酶和某些蛋白R(shí)NA引物：長(zhǎng)度一般為4~12個(gè)核苷酸。引物的出現(xiàn)可能提高DNA復(fù)制的無(wú)差錯(cuò)性,為DNA聚合酶提供3，-OH(1)、DNA聚合酶：作用是將脫氧核苷酸連接成DNA。DNA復(fù)制所需的引物DNA復(fù)制所需的酶和蛋白質(zhì)(2)、引發(fā)酶和引發(fā)體：引發(fā)酶作用：催化RNA引物的合成。引發(fā)酶催化前要與多種蛋白質(zhì)結(jié)合共同構(gòu)成一個(gè)復(fù)合體——引發(fā)體。第17頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(3)、DNA連接酶:能催化一段DNA鏈的5′磷酸根與另一段DNA的3′OH形成磷酸二酯鍵，使兩段DNA連接起來(lái)。此外，在DNA修復(fù)中亦起重要作用。(4)、DNA解鏈酶：解開(kāi)DNA雙鏈。解鏈時(shí)需ATP供能。(5)、單鏈DNA結(jié)合蛋白（SSB）:與被解開(kāi)的DNA單鏈結(jié)合，使其不再纏結(jié)而便于作模板——去螺旋穩(wěn)定蛋白（HDP)。第18頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月與復(fù)制有關(guān)的另外兩種酶拓?fù)洚悩?gòu)酶端粒酶（端粒末端轉(zhuǎn)移酶）拓?fù)洚悩?gòu)酶I拓?fù)洚悩?gòu)酶II：切斷DNA雙鏈中的一股,使DNA解鏈旋轉(zhuǎn)時(shí)不致纏結(jié)，待張力解除后又把切口封閉。：穩(wěn)定螺旋結(jié)構(gòu)；當(dāng)復(fù)制完畢時(shí)，使著絲粒處連鎖著的兩個(gè)DNA分子分離。：保證真核細(xì)胞內(nèi)線性DNA的復(fù)制進(jìn)行得徹底和完善。第19頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5′3′3′5′解鏈酶解鏈酶3′5′解鏈酶3′5′引發(fā)體引發(fā)酶SSBSSBSSBSSBRNA引物聚合酶II3′5′聚合酶II解鏈酶3′5′聚合酶II3′SSBSSBSSBSSB5′RNA引物引發(fā)體引發(fā)酶RNA引物SSBSSBSSBSSB聚合酶IIDNA聚合酶I和連接酶第20頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二.基因的表達(dá)第21頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月增強(qiáng)子尾部區(qū)結(jié)構(gòu)基因編碼區(qū)非編碼區(qū)調(diào)控區(qū)外顯子：具有編碼意義內(nèi)含子：無(wú)編碼意義前導(dǎo)區(qū)啟動(dòng)子終止子第22頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（一）、轉(zhuǎn)錄transcrpition轉(zhuǎn)錄：指DNA合成RNA的過(guò)程（DNA分子的3‘5’為模板鏈也叫反編碼鏈；5‘3’鏈叫編碼鏈）。轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物信息RNA(mRNA)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)核糖RNA(rRNA)核仁以外的常染色質(zhì)轉(zhuǎn)錄的。5.8S、18S、28SrRNA由核仁內(nèi)的常染色質(zhì)轉(zhuǎn)錄，5SrRNA由核仁以外常染色質(zhì)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄的階段粗轉(zhuǎn)錄階段加工階段第23頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第24頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第25頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第26頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第27頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄酶系統(tǒng)

RNA聚合酶Ⅰ：45srRNA，最終轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物是

18s、28s、5.8srRNA。

RNA聚合酶Ⅱ：hnRNA(核不均一RNA），最終轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物是mRNA。

RNA聚合酶Ⅲ：tRNA前體和5SrRNA,最終產(chǎn)物是tRNA和5srRNA第28頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)含子1（I1）內(nèi)含子2（I2）外顯子3（E3）105

146外顯子2

（E2）31

10453

TATA框RNA聚合酶結(jié)合決定轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)CAAT框RNA聚合酶結(jié)合控制轉(zhuǎn)錄頻率外顯子1（E1）1

30AATAAA

回文順序內(nèi)含子1（I1）內(nèi)含子2（I2）外顯子3（E3）105

146外顯子2

（E2）31

10453

外顯子1（E1）1

30AATAAA

回文順序內(nèi)含子1（I1）內(nèi)含子2（I2）

內(nèi)含子1（I1）內(nèi)含子2（I2）

內(nèi)含子1（I1）內(nèi)含子2（I2）

53外顯子3（E3）105146外顯子2

（E2）31104外顯子1（E1）130AATAAA回文順序外顯子3（E3）105

146外顯子2

（E2）31

10453外顯子1（E1）1

30AATAAAAAAAAAAAAAAAAmGmG轉(zhuǎn)錄剪接帶帽加尾成熟的mRNAhnRNA加工DNAmRNA的加工過(guò)程第29頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5′—5′(二)戴帽：首先，RNA5’端起始核苷酸的P與鳥(niǎo)苷三磷酸形成5’－5’鍵。在真核生物中、下一個(gè)Ａ的2’－0位甲基化，形成帽1。然后，在鳥(niǎo)苷酸7位N上甲基化，完成戴帽(帽O(jiān))第30頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第31頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月tRNA的加工第32頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月rRNA的加工45SrRNA酶切5.8SrRNA18SrRNA28SrRNA5SrRNA在核仁外區(qū)域rRNA基因轉(zhuǎn)錄合成核仁內(nèi)核仁外區(qū)域第33頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月逆轉(zhuǎn)錄

第34頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第35頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DNARNA中心法則

轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄Protein翻譯第36頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）、遺傳信息的翻譯

攜帶某種遺傳信息的mRNA轉(zhuǎn)錄出來(lái)后經(jīng)加工剪接,從細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì),再與核糖體大、小亞基以及甲硫氨酸t(yī)RNA結(jié)合形成起始復(fù)合體,

蛋白質(zhì)合成開(kāi)始第37頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.遺傳密碼表TheGeneticCode

第38頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月氨基酸的活化：氨?；猼RNA的形成

2.蛋白質(zhì)合成的起始

ProteinSynthesis

氨基酸氨酰基—tRNAATPADPtRNA-氨?；罨傅?9頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、肽鏈合成的開(kāi)始第40頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.肽鏈合成的延伸第41頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.蛋白質(zhì)合成的終止第42頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第43頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第44頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質(zhì)翻譯后修飾

基因2.5萬(wàn)