第13章蛋白质生物合成ppt课件.ppt

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1、第十三章蛋白质的生物合成BiosynthesisofProtein教学目的与要求：1、掌握遗传密码的原理和特点、tRNA运载氨基酸的机理、蛋白质生物合成过程。2、熟悉原核细胞与真核细胞在蛋白质合成上的区别、蛋白质翻译后加工修饰。3、了解细胞中蛋白质的穿膜、真核生物蛋白质的分泌。教学重点和难点：蛋白质合成的过程教学安排：6课时DNADNARNA蛋白质复制转录翻译逆转录基因遗传基因表达生物中心法则忠实复制忠实转录忠实翻译一、遗传密码遗传密码(geneticcode)：指mRNA中的核苷酸序列与多肽中氨基酸序列之间的对应关系。通常是指核苷酸三联体决定氨基酸的对应关系,故也称三联体密码或密码子。1、三

2、联体密码的破译1954年物理学家GamovG首先对遗传密码进行探讨:41=4;42=16;43=64,足以编码20种氨基酸,密码子(codon)应是三联体（triplet）。Gamov确认核酸分子中三个碱基决定一个氨基酸。1961年Crick等用遗传学方法也证实三联体密码子学说是正确的。Nirenberg以均聚物共聚物为模板指导多肽的合成，寻找到了破译遗传密码的途径。Khorana以共聚物指导多肽的合成，加快了破译遗传密码的步伐。核糖体结合技术完全破译了遗传密码。密码子或称三联体密码：即mRNA上决定一个特定氨基酸的三个核苷酸。用各种人工合成模板在体外翻译蛋白质的方法确定用核糖体结合技术测定密

3、码子中的核苷酸排列顺序1961~1965年4年时间，完全确定了编码20种天然氨基酸的密码子，编出了遗传密码字典。2、密码子的确定1961年，Nirenberg建立体外无细胞蛋白质合成体系。证明了mRNA的模板作用。细菌＋矾土颗粒轻轻研磨细菌液离心，去除细胞壁和膜提取液（DNA、mRNA、tRNA、核糖体、酶、离子）DNA水解酶，20种氨基酸等蛋白质3、遗传密码的破译poly(U)→UUU→多聚苯丙氨酸（UUU是Phe的密码子）poly(C)→CCC→多聚脯氨酸（CCC是Pro的密码子）poly(A)→AAA→多聚赖氨酸（AAA是Lys的密码子）保温蛋白质合成停止polyU，ATP，GTP，氨基

4、酸多聚苯丙氨酸提取液（DNA、mRNA、tRNA、核糖体、酶、离子）在外无细胞蛋白质合成体系中，以两种核苷酸或三种核苷酸的共聚物作模板，重复试验。（1）以多聚二核苷酸作模板可合成由2个氨基酸组成的多肽,如以Poly(UG)n为模板，合成产物为PolyLys-Val。以特定的共聚物为模板指导多肽的合成（2）以多聚三核苷酸作为模板，可得3种氨基酸组成的多肽，如以Poly(UUC)n为模板，合成产物为PolyPhe、PolySer、PolyLeu。……UUCUUCUUCUUCUUCUUC……UUC-UUC-UUC-UUC-UUC-UUC→PolyPheU-UCU-UCU-UCU-UCU-UCU-UC

5、→PolySerUU-CUU-CUU-CUU-CUU-CUU-C→PolyLeu遗传密码字典UACGUCAGUCAG第二位第一位（5ˊ）第三位（3ˊ）UCAGUCAGUCAG核糖体结合技术技术要点：保温硝酸纤维滤膜过滤分析留在滤膜上的核糖体-AAtRNA确定与核糖体结合的AA以人工合成的三核苷酸为模板+核糖体+AA-tRNA（二）遗传密码的基本特征1.遗传密码的连续性(commaless)密码子之间没有任何起“标点”作用的空格,阅读mRNA时是连续的,一次阅读3个核苷酸(碱基)在绝大多数生物中,阅读mRNA时是以密码子为单位，不重叠地阅读。少数大肠杆菌噬菌体的RNA基因组中部分基因的遗传密码是

6、重叠的。2.遗传密码的不重叠性(nonoverlapping)(1)除Met(AUG)和Trp(UGG)外,每个氨基酸都有两个或更多的密码子,这种现象称为密码子的简并性（degenecy）。(2)同义密码：同一个氨基酸的不同密码子称同义密码子（synonyms）。(3)简并性的生物学意义:减少有害突变,对生物物种的稳定有一定意义(4)密码的简并性往往表现在密码子的第三位碱基上。3.遗传密码具有简并性（degeneracy）tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子配对时,密码子的第一位、第二位碱基配对是严格的,第三位碱基可以有一定变动,Crick称这种现象为密码的摆动性或变偶性(wobble)。

7、（在密码子3´端的碱基和反密码子5´端的互补碱基之间形成的相对松散的碱基配对－－摇摆现象。）显然,密码子的专一性基本取决于前两位碱基，第三位碱基起的作用有限(有较大灵活性)。所以几乎所有氨基酸的密码子都可以用XYA(G)和XYU(C)来表示。4.密码的变偶性——摆动性(wobble)切记：在书写或阅读密码子、反密码子的碱基顺序时，一定都按5´→3´方向阅读！tRNA反密码子中除A、U、G、C四种碱