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文档简介
生物化学-Biochemistry
核酸与蛋白质生物合成考研辅导主讲教师:张丽霞大庆师范学院生命科学学院中心法则第十二章DNA复制与修复复制DNA1964-1970发现劳氏肉瘤病毒的遗传信息传递方式:逆转录。1958年,Crick提出中心法则:遗传信息的单向流动。复制DNA翻译蛋白质转录逆转录复制RNA复制DNA大庆师范学院生命科学系
复制:以亲代DNA或RNA为模板,根据碱基配对的原则,在一系列酶的作用下,生成与亲代相同的子代DNA或RNA的过程。几个基本概念
逆转录:以RNA为模板,在逆转录酶的作用下,生成DNA的过程。
翻译:亦叫转译,以mRNA为模板,将mRNA的密码解读成蛋白质的氨基酸顺序的过程。
转录:以DNA为模板,按照碱基配对原则合成RNA,即将DNA所含的遗传信息传给RNA,形成一条与DNA链互补的RNA的过程。大庆师范学院生命科学系一、DNA半保留复制的机理n1dATPn2dGTPn3dCTPn4dTTPRNA引物DNA模板Mg2+Mn2+DNA聚合酶DNA+(n1+n2+n3+n4)PPi大庆师范学院生命科学系二、DNA的复制规律以亲代DNA双链为模板,以碱基互补方式合成子代DNA,这样新形成的子代DNA中,一条链来自亲代DNA,而另一条链则是新合成的,这种复制方式叫半保留复制。(一)、半保留复制1、概念第一节DNA的半保留复制大庆师范学院生命科学系
1958年,Meselson&stahl用同位素N15标记大肠杆菌DNA,证明了半保留复制。2、DNA的半保留复制实验依据3、DNA的半保留复制的生物学意义
DNA在代谢上的稳定性并非指DNA是一种惰性物质。
DNA的半保留复制表明DNA在代谢上的稳定性,是保证亲代的遗传信息稳定地传递给后代必要措施。第一节DNA的半保留复制大庆师范学院生命科学系(二)、DNA复制的主要方式原核生物(细菌、病毒):一个复制起点,双向复制为主,也有单向(某些质粒等);真核生物:多个复制起点,双向复制为主,也有单向(细胞器DNA)。在特定的部位开始,单向或双向进行。大庆师范学院生命科学系(三)、复制需要RNA引物。(四)、子链DNA延伸方向:5'→3'方向引物上核糖的3‘-OH能与其它的核苷酸的磷酸以3'、5'磷酸二酯键相连。前导链滞后链冈崎片段前导链:以3’→5’方向的亲代链为模板连续合成的子代链。滞后链:以5’→3’方向的亲代链为模板的子代链先逆复制叉移动方向合成冈崎片段,再连接成滞后链。(五)、DNA复制的半不连续性大庆师范学院生命科学系(六)、原核生物DNA聚合反应有关的酶类(1)DNA聚合酶(DNApolymetases)(2)拓扑异构酶(topoisomerase)(3)引物酶(peimase)和引发体(primosome)(4)DNA解链酶(DNAhelicase)(5)单链结合蛋白(single-strandbindingprotein,SSB)(6)DNA连接酶(DNAligase)解旋酶DNA聚合酶III解链酶RNA引物引物酶和引发体DNA聚合酶ISSB3´3´5´3´5´5´RNA引物大庆师范学院生命科学系DNA聚合酶3´5´5´3´3´5´5´3´大庆师范学院生命科学系大肠杆菌三种DNA聚合酶比较DNA聚合酶Ⅱ分子量每个细胞的分子统计数5´-3´聚合酶作用3´-5´核酸外切酶作用5´-3´核酸外切酶作用转化率DNA聚合酶Ⅰ109,000400+++1120,000100++-0.05400,00010-20++-50比较项目DNA聚合酶Ⅲ切除引物修复修复复制功能
1999年发现聚合酶
和
,它们涉及DNA的错误倾向修复(erroounerepair)DNA聚合酶Ⅱ分子量每个细胞的分子统计数5´-3´聚合酶作用3´-5´核酸外切酶作用5´-3´核酸外切酶作用转化率DNA聚合酶Ⅰ120,000100++-0.05400,00010-20++-50比较项目DNA聚合酶Ⅲ切除引物修复修复复制功能DNA聚合酶Ⅲ异二聚体DNA聚合酶Ⅲ两个亚基夹住DNA
大肠杆菌DNA聚合酶Ⅲ全酶的结构和功能延长因子核心酶校对引物的结合和识别促使核心酶二聚化大庆师范学院生命科学系ArthurKornberg1918
StanfordUniversity
Stanford,CA,USA
TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1959"fortheirdiscoveryofthemechanismsinthebiologicalsynthesisofribonucleicacidanddeoxyribonucleicacid"第一节DNA的半保留复制大庆师范学院生命科学系引发体可以沿模板链5’
3’方向移动,具有识别合成起始位点的功能,移动到一定位置上即可引发RNA引物的合成。移动和引发均需要ATP提供能量。引发体的移动与复制叉移动的方向相同,与冈崎片段的合成方向相反。引物合成酶与引发前体
引物合成酶:催化引物RNA的生成。
引发前体:它由多种蛋白质组成,可与引发酶结合组装成引发体。大庆师范学院生命科学系DNA连接酶:连接DNA双链中的单链切口作用特点:大肠杆菌和其它细菌的DNA连接酶要求NAD+提供能量;在高等生物和噬菌体中,则要求ATP提供能量。
DNA连接酶在DNA复制、损伤修复、重组等过程中起重要作用。大庆师范学院生命科学系解螺旋酶(解链酶)
通过水解ATP将DNA两条链打开。E.coli中的rep蛋白就是解螺旋酶,还有解螺旋酶I、II、III。每解开一对碱基需要水解2个ATP分子。大庆师范学院生命科学系稳定DNA解开的单链,防止复性和保护单链部分不被核酸酶水解。单链结合蛋白(SSB)大庆师范学院生命科学系拓扑异构酶拓扑异构酶:催化DNA的拓扑连环数发生变化的酶,在DNA重组修复和其它转变方面起重要作用。除连环数不同外其它性质均相同的DNA分子称为拓扑异构体,引起拓扑异构体反应的酶称为拓扑异构酶。大庆师范学院生命科学系(七)、参与DNA复制的酶与蛋白因子总览图大庆师范学院生命科学系三、原核生物
DNA的复制过程(以大肠杆菌为例)复制的终止复制的起始识别起始位点→DNA解链→
RNA引物的合成链的延伸大庆师范学院生命科学系(一)复制起始1、拓扑异构酶解开超螺旋。2、DnaA蛋白识别并在ATP存在下结合于四个9bp的重复序列。3、在类组蛋白(HU、ATP参与下,DnaA蛋白与13个bp的重复序列,形成开链复合物。4、DnaB借助于水解ATP产生的能量在DnaC的帮助下沿5’→3’方向移动,解开DNA双链,形成前引发复合物。5、单链结合蛋白结合于单链。6、引物合成酶(DnaG蛋白)开始合成RNA引物。大庆师范学院生命科学系(二)链的延长(冈崎片段的合成)
真核生物的冈崎片段为:100-200bp
原核生物的冈崎片段为:1000-2000bp
DNA链的延伸在DNA聚合酶Ш的催化下,以四种5’-脱氧核苷三磷酸为底物,在RNA引物的3’端以磷酸二酯键连接上脱氧核糖核苷酸并释放出焦磷酸。DNA链的延伸同时进行前导链和滞后链的合成。两条链方向相反。
前导链滞后链冈崎片段半不连续复制冈崎模型大庆师范学院生命科学系冈崎片段引物的切除、缺口的填补和切口的连接:(三)复制的终止:新链与各自的模板链组成双螺旋顺时针终止陷阱逆时针终止陷阱
Ter:终止陷阱,引起复制终止的特定区域,20bp的序列,终止利用物质Tus可识别并结合,从而导致DNA复制的终止。大庆师范学院生命科学系三、DNA复制的精确性(高保真复制)1、碱基的配对规律:模板链与新生链之间的碱基配对保证碱基配错几率约为1/104-1/105。2、DNA聚合酶的3’→5’外切酶活性的校对功能,使碱基的错配几率又降低100-1000倍。3、DNA的损伤修复系统。
DNA复制必须具有高度精确性,在大肠杆菌的细胞DNA复制中其错误率约为1/109-1/1010,即每109-1010个核苷酸才出现一个错误,也就是大肠杆菌染色体DNA复制1000-10000次才出现一个核苷酸的错误。这么高的精确性的保证主要与下列因素有关:大庆师范学院生命科学系
2、DNA突变:
DNA的核苷酸顺序永久性的改变称为DNA的突变。其主要形式有:
点突变:DNA分子中一个碱基对替代另一个碱基对称为点的突变。
插入作用:DNA分子中插入一个或几个碱基称为插入作用。
缺失作用:DNA分子中缺失一个或多个碱基对称为缺失作用。
1、DNA的损伤:某些物理化学因素,如紫外线、电离辐射和化学诱变剂等,都有引起生物突变和致死的作用,其机理是作用于DNA,造成DNA结构和功能的破坏。第二节DNA损伤的修复大庆师范学院生命科学系一、DNA的损伤与DNA突变二、DNA突变可能导致肿瘤的发生:
着色性干皮病:嘧啶二聚体和大的DNA损伤修复酶的缺失而产生的一种皮肤癌。沉默突变:突变影响非必需的DNA或突变对一个基因的功能的影响可忽略,称为沉默突变。
回复突变:一些突变可以克服第一次突变造成的影响,这类突变称为回复突变。动物细胞的突变与癌的发生有强烈的相关性。大庆师范学院生命科学系DNA损伤的修复种类(一)光裂合酶修复(二)切除修复(三)重组修复(四)诱导修复大庆师范学院生命科学系大庆师范学院生命科学系(一)光裂合酶修复(二)切除修复(1)DNA糖基化酶切除损伤的碱基产生无碱基酸。(2)无碱基核酸内切酶在无碱基酸处切开产生切口。(3)DNA聚合酶Ⅰ将无碱基酸切除并填补缺口。(4)DNA连接酶连接切口。大庆师范学院生命科学系大庆师范学院生命科学系(三)DNA的重组修复(发生在复制后):复制时,跳过损伤部位,新链产生缺口由母链弥补,原损伤部位并没有切除,但在后代逐渐稀释。(四)SOS反应和诱导修复(易错修复)
SOS反应:细胞DNA受到严重损伤或DNA复制系统受到抑制的紧急状态下,为求生存而出现的应急反应。
SOS反应包括:避免差错的修复能力增强诱导产生无校正功能的DNA聚合酶合成抑制细胞分裂
SOS反应是生物在不利环境中求得生存的一种基本功能。对原核生物它产生高变异,对高等动物则是致癌的。大庆师范学院生命科学系本章主要内容一、DNA指导下的RNA的合成:转录二、转录后RNA的加工三、RNA指导下DNA的合成:逆转录四、RNA指导下的RNA的合成:RNA复制第十三章RNA的代谢一、DNA指导下的RNA的合成转录与DNA复制比较DNA指导下的RNA聚合酶大肠杆菌的转录过程启动子与终止子真核生物的转录过程返回
转录(transcription):以DNA为模板,根据碱基配对的原则合成与DNA互补的RNA的过程。1、相同点:都需要模板都以三磷酸核苷酸为底物(NTP或dNTP)
合成方向都是5’→3’(一)转录与DNA复制的比较:返回2、转录与DNA复制的不同点
模板链:双链DNA中具有转录活性的的链称为模板链,又称反义链(或负链)。编码链:双链DNA中无转录活性的链称为编码链,又称返回有义链(或正链)
。转录不需引物;只转录DNA分子中的一个片段(称为转录单位或操纵子,operon);
双链DNA中只有一条链具有转录活性(称为模板链);哪个基因被转录与特定的时间、空间、生理状态有关。
RNA聚合酶无校对功能。(二)DNA指导下RNA聚合酶:1、RNA聚合酶:催化性质四种核苷三磷酸(ATP、GTP、CTP、UTP)为底物;模板以双链状态下活性最大;聚合酶无校对功能;转录时双链局部解开,新生RNA链与模板链形成杂螺旋,转录结束后,DNA双螺旋恢复,RNA释放。返回2、大肠杆菌的RNA聚合酶大肠杆菌的RNA聚合酶全酶由5种亚基α2ββ’
σ组成,σ因子与其它部分的结合不是十分紧密,它易于与β’βα2分离,没有σ、
亚基的酶称为核心酶—只催化链的延长,对起始无作用。σ称为起始因子。酶类分布产物α-鹅膏蕈碱对酶的作用分子量反应条件ⅡIⅢ核仁核质核质rRNA5.8SrRNA18SrRNA28SrRNAmRNAshnRNAtRNA5SrRNA不抑制低浓度抑制高浓度抑制500000~700000~700000_低离子强度,要求Mg2+或Mn2+高离子强度高Mn2+浓度3、真核细胞的RNA聚合酶同样,真核RNA聚合酶无校对功能。(三)启动子与终止子1、启动子(promotor):指RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段特定的DNA序列。利用足迹法(footprint)和DNA测序法可以确定启动子的序列结构。返回2、终止子(terminator)终止子:提供转录终止信号的DNA序列称为终止子。
终止因子:协助RNA聚合酶识别终止信号的辅助因子(或蛋白质)。
通读:RNA聚合酶越过终止子继续转录的现象称为通读,通读是由于终止子被特异性的因子抑制产生的。(四)大肠杆菌的转录过程1、识别阶段:RNA聚合酶在σ亚基的引导下结合于启动子上;2、DNA双链局部解开;3、起始阶段:在模板链上通过碱基配对合成最初RNA链;4、延伸阶段:核心酶向前移动,RNA链不断生长;5、终止阶段:RNA聚合酶到达终止子;6、RNA和RNA聚合酶从DNA上脱落。返回二、RNA转录后的加工原核生物RNA的加工真核生物RNA的加工RNA的拼接机理拼接方式的不同导致一个基因多个产物返回原核生物的mRNA大多不需要加工,一经转录即可直接转译。但有少数多顺反子mRNA需要内切酶切成更小单位。1、mRNA前体的加工:返回(一)、原核生物RNA的加工2、rRNA前体的加工甲基化6500个核苷酸核酸内切酶RNaseⅢ、P核酸外切酶3、tRNA的加工包括:核酸内切酶tRNA两端切断;核酸外切酶从两端向内切去多余序列:修剪;在3’-端加CCAOH序列;切除居间序列;核苷酸的修饰与异构化。(二)真核生物RNA的一般加工转录初始产物(hnRNA)1、mRNA前体的加工返回真核mRNA前体的加工步骤:(1)hnRNA被剪接,把内含子(DNA上非编码序列)转录序列剪掉,把外显子(DNA上的编码序列)转录序列)拼接上,真核生物一般为不连续基因。加工包括:(4)分子内部的核苷酸甲基化修饰。(3)5’端连接“帽子”结构(m7G5
ppp5
NmpNp-);(2)3’端添加polyA“尾巴”;2、真核rRNA前体的加工3、真核tRNA前体的加工包括:核酸内切酶tRNA两端切断;核酸外切酶从两端向内切去多余序列:修剪;在3’-端加CCAOH序列;切除居间序列;核苷酸的修饰与异构化。(三)RNA的拼接机理大多真核生物基因是断裂基因,即含有内含子。断裂基因的转录产物必需通过拼接,去除插入部分(内含子,intron),使编码区(外显子,exon)成为连续序列。这是基因表达的重要环节。内含子的结构多种多样,拼接机制也是多种多样的。RNA的拼接方式类型Ⅰ内含子的自我拼接:核酶的作用类型Ⅱ内含子的自我拼接:核酶的作用hnRNA的拼接:核内小RNA(SnRNA)与蛋白质组成核糖核蛋白体(snRNP)的作用(类型Ⅲ内含子的切除)。核tRNA的拼接:酶促拼接返回(四)不同RNA拼接方式导致一个基因多种产物降钙素甲状腺脑降钙素基因相关肽返回三、逆转录(reversetranscription)
定义:
以RNA为模板,按照RNA中的核苷酸顺序合成DNA的过程称为逆转录,由逆转录酶催化进行。
逆转录酶是多功能酶,兼有3种酶的活性:
RNA指导的DNA聚合酶活性;
DNA指导的DNA聚合酶活性;核糖核酸酶的活性,专一水解RNA-DNA杂交分子中的RNA,可沿5’
3’方向起核酸外切酶的作用;无校对功能,错误率高,易产生变异。
以前病毒形式整合到宿主细胞DNA中而使细胞恶性转化单链病毒RNARNA-DNA杂交分子双链DNA(前病毒)
逆转录酶和DNA聚合酶一样,沿5’
3’方向合成DNA,底物为四种dNTP,并要求短链RNA作引物。+RNA+DNA-RNA+DNA-DNA+致癌RNA病毒的逆转录过程
cDNA:反义DNA几乎所有真核生物mRNA分子的3‘末端都有一段polyA,当加入寡聚dT作为引物时,mRNA就可作为模板,在逆转录酶催化下在体外合成与该mRNA互补的DNA,称为cDNA。
不能把“中心法则”绝对化,遗传信息也可以从RNA传递到DNA。促进了分子生物学、生物化学和病毒学的研究,为肿瘤的防治提供了新的线索。目前逆转录酶已经成为研究这些学科的工具。
1983年,发现人类免疫缺陷病毒(humanimmunedeficiencevirus,HIV),感染T淋巴细胞后即杀死细胞,造成宿主机体免疫系统损伤,引起艾滋病(acquiredimmunodeficiencysyndrome,AIDS),该病毒为逆转录病毒。逆转录酶发现的理论与实践意义:端粒酶是一种逆转录酶
端粒(telomere)是真核染色体末端的特殊结构。端粒结构提出了一个特别的生物学问题。DNA复制需要引物,但在线形DNA分子中,DNA复制结束后,引物去除留下的链的短缺无法进行补缺,若没有特殊的机制解决末端复制,DNA就会因为复制而不断变短。这个问题是由一种特殊的酶—端粒酶(telomerase)解决的。端粒酶,端粒的合成酶,含有一段RNA和蛋白质,端粒酶是以该段RNA为模板的逆转录酶,端粒合成时以该段RNA为引物和模板,合成因引物切除而产生的DNA末端缺口,使染色体的端粒达到正常的长度。(1)病毒RNA可充当mRNA,利用寄主中的核糖体合成外壳蛋白和复制酶的β亚基。
概念:RNA病毒以自身RNA为模板合成与自身RNA完全相同RNA分子的过程称为RNA的复制。四、RNA的复制(噬菌体Qβ和灰质炎病毒)(2)复制酶的β亚基与来自宿主细胞的亚基α
δ自动装配成RNA复制酶,进行RNA复制,通常以分子中单链RNA为模板(正链),复制出一条新的RNA链(负链),然后以负链为模板复制出大量正链,再与外壳蛋白组装成新的噬菌体颗粒。返回两个阶段:RNA复制酶的催化性质:以四种NTP为底物;专一性地选择病毒RNA为模板;按5’→3’的方向合成病毒RNA;
无外切酶活性(即无校对功能)。
中心法则指出,以mRNA上所携带的遗传信息,到多肽链上所携带的遗传信息的传递,就好象以一种语言翻译成另一种语言时的情形相似,所以称以mRNA为模板的蛋白质合成过程为翻译(translation)。第十四章蛋白质的生物合成蛋白质合成体系的组分二、tRNA一、mRNA和遗传密码四、辅助因子三、核糖体第一节蛋白质合成体系蛋白质合成体系的组分
mRNA(messengerRNA)是蛋白质生物合成过程中直接指令氨基酸掺入的模板,是遗传信息的载体。mRNA-蛋白质合成的模板一、mRNA与遗传密码
mRNA占总RNA的5%,种类多、寿命短、更新快。如大肠杆菌mRNA的平均寿命只有1、5-1、8min。(一)5´3´顺反子顺反子顺反子插入顺序插入顺序先导区末端顺序AGGAGGUSD区原核细胞mRNA特点半衰期短许多原核生物以多顺反子形式存在AUG作为起始密码;AUG上游7-12个核苷酸处有一被称为SD序列的保守区,16SrRNA3’-端反向互补而使mRNA与核糖体结合。第一节蛋白质合成体系5´
“帽子”PolyA
3´
顺反子m7G-5´ppp-N-3´p帽子结构功能使mRNA免遭核酸酶的破坏。使mRNA能与核糖体小亚基结合并开始合成蛋白质。被蛋白质合成的起始因子所识别,从而促进蛋白质的合成。Poly(A)尾巴的功能是mRNA由细胞核进入细胞质所必需的形式。它大大提高了mRNA在细胞质中的稳定性。
AAAAAAA-OH真核细胞mRNA的结构特点
遗传密码:
DNA(或mRNA)中的核苷酸序列与蛋白质中氨基酸序列之间的对应关系称为遗传密码。
密码子(codon):mRNA上每3个相邻的核苷酸编码蛋白质多肽链中的一个氨基酸,这三个核苷酸就称为一个密码子或三联体密码。(二)遗传密码遗传密码字典5‘3’
tRNA(transferribonucleicasid)在蛋白质合成中处于关键地位,它不但为每个三联体密码子译成氨基酸提供接合体,还能准确无误地将活化的氨基酸运送到核糖体中mRNA模板上。1、tRNA的功能2、反密码子3、氨基酰tRNA的表示方法
tRNA-运载氨基酸的工具二、1、tRNA的功能区氨基酸臂-与氨基酸结合DHU环-与氨酰-tRNA合成酶结合反密码环-识别密码子TψC环-与核糖体蛋白结合一种tRNA可携带一种氨基酸,而一种氨基酸可有数种tRNA携带。由于密码子的简并性,绝大多数氨基酸需要一种以上tRNA作为运载工具。2、氨基酰tRNA的表示方法丙氨酰tRNA:ala-tRNAala精氨酰tRNA:arg-tRNAarg甲硫氨酰tRNA:
met-tRNAmet原核生物:tRNAfMet:携带fMet(甲酰蛋氨酸)参与蛋白质合成的起始。tRNAmMet:把Met运到肽链中间。真核生物:tRNAiMet:携带Met蛋氨酸参与蛋白质合成的起始。tRNAMet:把Met运到肽链中间。核糖体-蛋白质合成的场所
核糖体是由rRNA(ribosomalribonucleicasid)和多种蛋白质结合而成的一种大的核糖核蛋白颗粒,蛋白质肽键的合成就是在这种核糖体上进行的。2、核糖体的功能1、核糖体的结构和组成三、3、多聚核糖体34protein21protein23SrRNA、5SrRNA16SrRNA50Ssubunit70Sribosome30Ssubunit原核生物核糖体结构示意图30Ssubunit50Ssubunit核糖体的组成原核生物核糖体的组成
核糖体含有两个结合tRNA的部位:(1)、氨酰基位点(A位):位于大小亚基结合处,结合氨酰-tRNA。
(2)、肽酰基位点(P位):主要位于大亚基,结合肽酰-tRNA和起始Met-tRNAmet
。
这两个部位紧挨在一起,各占据一个密码子的空间。
(3)、转肽酶、GTP酶:位于大亚基上。2、核糖体的功能原核细胞70S核糖体的A位、P位及mRNA结合部位示意图anticodoncodon30S与mRNA结合部位(肽酰基位点)(氨酰基位点)50S5
3
mRNAP位A位3、多聚核糖体:一个mRNA与多个核糖体的聚合物,体现了蛋白质合成的高速度和高效性。多核糖体3ˊmRNA延伸中的肽链5ˊ四、反应主要酶系和辅助因子(一)酶系:
氨酰-tRNA合成酶:氨基酸的活化肽酰转移酶:转移肽酰基
(二)辅助因子:一、氨基酸的活化二、原核生物多肽链的合成过程三、多核糖体与核糖体循环四、真核生物多肽链的合成第二节蛋白质合成的过程一、氨基酸的活化1、氨基酰-tRNA合成酶:高度特异识别氨基酸和tRNA,具有校对活性。2、能量:ATP3、过程:氨基酰-tRNA的形成①氨基酸与ATP作用,形成氨基酰腺嘌呤核苷酸;②氨基酰基转移到tRNA的3'-OH端上,形成氨基酰-tRNA。
a、专一性:
对氨基酸有极高的专一性,每种氨基酸都有专一的酶,只作用于L-氨基酸,不作用于D-氨基酸。
对tRNA具有极高专一性。
b、校对作用:
氨酰-tRNA合成酶的水解部位可以水解错误活化的氨基酸。1、氨酰-tRNA合成酶特点2、氨基酸的活化过程氨基酸+ATP+tRNA→氨基酰-tRNA+AMP+PPi氨基酸活化的意义氨基酸必须由tRNA携带进入核糖体,由tRNA识别密码子。氨酰键储存了能量,具有相当高的转移势能,由于以后肽键的形成,不需另外的能量。原核生物多肽链的合成分为三个阶段:1、肽链合成的起始2、肽链的延长3、肽链合成的终止及释放二、原核生物多肽链的合成过程1、肽链合成的起始起始密码子:AUG(GUG)起始氨基酸:fMetSD序列核糖体消耗能量:GTP三种起始因子:IF1、IF2和IF3起始tRNA:fMet-tRNAfMet看得清楚吗原核生物多肽链的合成过程甲酰甲硫氨酰-tRNAfMet的形成CHO-HN-CH-COO-tRNACH2CH2SCOO-
+H2N-CH-COO-tRNACH2CH2SCOO-Met-tRNAfMetfMet-tRNAfMetN10-CHO-FH4FH4转甲酰酶原核生物多肽链的合成过程30S亚基•mRNAIF3-IF1复合物30S•mRNA•GTP-
fMet–tRNA-IF2-IF1复合物70S起始复合物codonanticodonA位P位
mRNA
+30S亚基-IF3A位IF-35
3
IF2GTPP位IF3IF2IF1IF2-GTP-fMet-tRNAIF350S亚基IF2+IF1+GDP+PiIF-1IF170S起始复合物原核生物多肽链的合成过程-起始复合物的形成2、肽链合成的延长①进位:
EF-Ts、EF-Tu、GTP
、氨酰-tRNA进入核糖体A位②成肽:转肽酶;P位酰基与A位氨基反应。③转位、脱落、移位:EFG(转位酶)、GTP;二肽基由A位移至P位,A位留空。步骤(1)延长因子:EF-T和EF-G两种(原核)(2)能量:GTP(3)过程:延长因子(延伸因子):EF原核生物的EF有EF-T和EF-G两种。EF-TEF-G:与核糖体结合时需要GTP,当GTP水解时,这类延伸因子就从核糖体上解离下来。EF-Ts:稳定蛋白质的作用EF-Tu:直接参与了氨酰-tRNA与核糖体的结合。原核生物多肽链的合成过程-肽链的延伸12122323进位肽键形成移位进位(Tu\Ts)GTPGTPN-端235´3´C-端肽键形成15´3´(EF-G)
原核生物多肽链的合成过程-肽链的延伸肽键的形成3、肽链合成的终止及释放(1)释放因子(releasefactorRF)能识别终止密码子。RF-1:识别UAA和UAG。
RF-2:识别
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