分子生物学-蛋白质合成课件

Chapter9ProteinsynthesisCodingregion编码区

isapartofthegenethatrepresentsaproteinsequence.

Coding

strand

编码链ofDNAhasthesamesequenceasmRNA.

template

strand模板链

ofdouble-strandedDNAistheonethatisusedtospecifythesequenceofacomplementarysinglestrandofRNA.(Thenon-templatestrandisidenticalinsequencetotheRNAproduct.)

Transcription

转录issynthesisofRNAonaDNAtemplate.

Translation

翻译issynthesisofproteinonthemRNAtemplate.IntroductionTranscriptiongeneratesanRNAwhichiscomplementarytotheDNAtemplatestrandandhasthesamesequenceastheDNAcodingstrand.Translationreadseachtripletofbasesintooneaminoacid.ThreeturnsoftheDNAdoublehelixcontain30bp,whichcidefor10aminoacids.AtRNAhasthedualpropertiesofanadaptorthatrecognizesboththeaminoacidandcodon.Theadenosine腺苷at3’endiscovalentlylinkedtoanaminoacid.TheanticodonbasepairswiththecodononmRNA.ThetRNAcloverleaf三叶草结构hasinvariant不变的andsemi-invariantbases,andaconserved保守的setofbasepairinginteractions.TransferRNAfoldsintoacompactL-shapedtertiarystructure三级结构withtheaminoacidatoneendandtheanticodonattheotherend.

ThemeaningoftRNAisdeterminedbyitsanticodonandnotbyitsaminoacid.Aribosomeconsistsoftwosubunits亚基.MessengerRNAistranslatedbyribosomes核糖体Apolyribosome多核糖体consistsofanmRNAbeingtranslatedsimultaneouslybyseveralribosomesmovinginthedirectionfrom5’-3’.EachribosomehastwotRNAmolecules,onecarryingthenascentaminoacid初生氨基酸,thesecondcarryingthenextaminoacidtobeadded添加氨基酸.Proteinsynthesisoccursonpolyribosomes.多核糖体MessengerRNAistranslatedbyribosomesthatcyclethroughapool.ConsideringE.coliintermsofitsmacromolecularcomponents大分子成分.Transcriptionunitscanbevisualizedinbacteria.BacterialmRNAincludesnon-translatedaswellastranslatedregions.Eachcodingregionhasitsowninitiationandterminationsignals.AtypicalmRNAmayhaveseveralcodingregions.大多数细菌基因通过多顺反子进行表达位于编码区之前的5’端附加序列，叫做前导序列终止信号后组成3’末端的附加序列叫做跟踪序列。顺反子间区EukaryoticmRNAismodifiedbyadditionofacaptothe5’endandpoly(A)tothe3’end.TranslationofeukaryoticmRNA

ExogenousmRNAscanbetranslatedbycell-freesystemsorbyinjectionintoXenopusoocytes非洲爪蟾卵母细胞.恢复cell－free系统包括核糖体、蛋白质因子和tRNA。1、转录开始于核苷三磷酸（通常是膘呤，A或G）

2、转录物的起始序列：5’pppA(G)pNpNpNpNp

3、鸟苷酸转移酶催化5’端添加甲基化的G，即RNA帽子，根据甲基化的位置和数目不同可分为帽子0、帽子1、帽子2等多种类型

4、在真核生物中，每个mRNA分子都是戴帽的。不同类型帽子的比例是一种生物的特征。

5、除了戴帽作用中的甲基化外，mRNA中的内部也存在低频率的甲基化作用The5endofeukaryoticmRNAiscapped帽子的种类帽子0：出现在所有真核生物中，在末端乌瞟吟的7位上添加一个甲基构成。担负这种修饰作用的酶是细胞质中的乌瞟鸣一7一甲基转移酶。帽子1：具有两个甲基团。再在转录物中第1个碱基2’－O位置上添加一个甲基，由2’一甲基一转移酶催化。是除单细胞生物以外所有其他真核生物中都有的最主要的帽子。在少量较高等真核生物中，当2’－O位置上已有甲基时，可将甲基团添加到该碱基的N6位。帽子2：有些物种，甲基基团可以添加到戴帽mRNA的第3碱基(转录物中第2个碱基)的2’－O位置。这种帽子具有三个甲基团，通常低于戴帽群体总量的10－15％。Thecapblocksthe5’endofmRNAandmaybemethylatedatseveralpositions.cDNAisasingle-strandedDNAcomplementarytoanRNA,synthesizedfromitbyreversetranscriptioninvitro体外.The3terminusispolyadenylatedDegradosome降解复合体

isacomplexofbacterialenzymes,includingRNAases,ahelicase,andenolase磷酸丙酮酸水合酶(aglycolytic糖酵解enzyme),whichmaybeinvolvedindegradingmRNA.BacterialmRNAdegradationinvolvesmultipleenzymesDegradationofbacterialmRNAisatwostageprocess.Endonucleolyticcleavagesproceed5’-3’behindtheribosomes.Thereleasedfragmentsaredegradedbyexonucleasesthatmove3’-5’Exosome外切体

isacomplexofseveralexonucleasesinvolvedindegradingRNA.

YeastmRNAdegradationinvolvesmultipleactivitiesDegradationofyeastmRNArequiresdeadenylation脱腺苷,decapping去帽,andexonucleolysis外切核酸酶降解.AnAREina3’nontranslatedregioninitiatesdegradationofmRNA.Sequenceelementsmaydestabilize使不稳定mRNAARE:AU-richsequenceAnIREina3nontranslatedregioncontrolsmRNAstability.转铁蛋白mRNAIRE:IronregulatedelementSurveillance

systemschecknucleicacidsforvalidity正确性.Thetermisusedinseveraldifferentcontexts.OneexampleisthesystemthatdegradesmRNAsthathavenonsensemutations.Anotheristhesetofsystemsthatreacttodamageinthedoublehelix.Thecommonfeatureisthatthesystemrecognizesaninvalidsequenceorstructureandtriggersaresponse.Nonsensemutationstriggerasurveillance监管systemNonsensemutationsmaycausemRNAtobedegraded.1、DNA携带的遗传信息通过两种途径来表达：DNA转录成mRNA，mRNA翻译成蛋白质。信使RNA由DNA的一条链(模板链)转录而来，与这条链互补，与另外一条链(编码链)一致mRNA的序列，在三联密码子中从5’到3’，是与蛋白质的N-C端的序列相关的。

2、解释密码子意义的是有致密L形三级结构的tRNA，tRNA的一端有反密码子与密码子互补，另一端可以共价地连接特定的与靶密码子一致的氨基酸。一个携带氨基酸的tRNA叫作氨酰基-tRNA。Summary

3、核糖体提供了氨酰基tRNA连接到mRNA密码子上的环境。核糖体小亚基连接mRNA，大亚基携带新生的多肽。核糖体从5’端的起始位点向3’端的终止位点移动，氨酰基tRNA对应于它们的密码子，这样，延伸的多肽链每经历一个密码子增加一个残基。4、转录机器对于组织和器官不是特定的；一个来源的mRNA可以被另外一个来源的tRNA和核糖体所翻译。mRNA被翻译的次数决定于起始点与核糖体亲和力及mRNA的稳定性。在许多情况下，mRNA的翻译群体或单独的mRNA被特异地阻止：这被称作翻译控制。

5、一条典型的mRNA包括非翻译的5’前导区和3’尾及编码区。细菌的mRNA通常是多顺反子，在顺反子间有非翻译区。每个顺反子代表由特定位点起始和终止位点结束的编码区。核糖体亚基连接起始位点，在每一个编码区的终止位点分开。6、许多核糖体可以同时翻译一条mRNA，生成一个多聚核糖体（或多聚体）。细菌的多聚体很大，典型情况下，一个mRNA上连接有10个核糖体。真核生物多聚体是较小的，通常少于10个，且每个mRNA仅带有一个编码序列。7、细菌mRNA的半衰期相当短，仅几分钟。基至当下游序列刚被转录5’端就已经开始翻译了。降解是由内切酶引起，在特定位点切割，并以从5’到3’的顺序紧跟在核糖体后面。在这之后，外切酶从释放的3’端到5’端降解碎片，使之还原为核苷