2012年秋季期 生化理论授课ppt课件-15 蛋白质的生物合成.ppt
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1、1掌握原核生物蛋白质合成体系的组分、作用原理;2熟悉“中心法则”基本内容和蛋白质生物合成的具体 过程;3了解真、原核生物蛋白质合成的差异。,教学目标,教学重点:中心法则的概念、遗传密码的重要性质及蛋白质合成体系的组分、作用原理和蛋白质生物合成的具体过程。,教学难点:蛋白质生物合成的具体过程。,15 蛋白质的生物合成,概述 15.1 遗传密码 15.2 核糖体 15.3 转移RNA 15.4 蛋白质生物合成过程,思考与练习,教学纲要,15 蛋白质的生物合成,中心法则,生物的遗传信息从 DNA传递给DNA的过程称为复制,mRNA链上的遗传信息合成蛋白质的过程,被称为翻译,遗传信息从 DNA到RNA
2、再到蛋白质的过程称为基因表达,1958年Crick将生物遗传信息的这种传递方式称为中心法则。1972年Crick将中心法则作进一步修改,补充了逆转录和RNA自我复制。,概述,生物的遗传信息从 DNA传递给mRNA的过程称为转录,15 蛋白质的生物合成,复制、转录、翻译概况图,概述,15 蛋白质的生物合成,1.mRNA模板上的碱基顺序是如何决定多肽链 上AA的排列顺序的呢?,翻译中提出的问题,2.核糖体为什么能作为蛋白质合成的场所?,3.tRNA又是怎样识别和运输它的AA的呢?,概述,15 蛋白质的生物合成,15.1 遗传密码,密码子的概念:mRNA分子中为一个氨基酸编码进入蛋白质多肽链特定线性
3、位置的三个核苷酸单位称为密码子。(Coden)或三联体密码或遗传密码。,密码子的确立:数学推算方法,41=4,42=16,43=64,44=256,密码子的证明:移码突变遗传学上把由于mRNA上的硷基增加或减少而 使密码改变,从而造成生物性状突变的现象。mRNA:AUG GUA GAA CGA 若增加一个、两个或丢失一个、两个硷基,都会成其后面全部的密码改变,AA误译,从而导致突变。若同时增加三个或丢失三个或三倍的硷基,只是局 部发生差错,后面的不改变。,15 蛋白质的生物合成,AA密码子的证明,生物化学方法 首先人工合成简单的多聚核苷酸来代替天然的mRNA,然后观察这样的mRNA可指导合成怎
4、样的多肽,从而做出推断(自1961年开始)。例1:人工合成:UUUUUUUUUUUU 多聚尿苷酸 结 果:苯丙-苯丙-苯丙-苯丙 多聚苯丙氨酸 结 论:苯丙氨酸的密码子UUU 例2:人工合成:AAAAAAAAAAAA 多聚腺苷酸 结 果:Lys-Lys-Lys-Lys 多聚赖氨酸 结 论:Lys的密码AAA,例3:人工合成:CUCUCUCUCUCU 多胞尿苷酸 结 果:Leu-Ser-Leu-Ser 多亮丝氨酸 结 论:1.Leu的密码CUC 2.Ser的密码UCU,用其他类似的方法进行多次反复的实验,化了4年时间于1965年弄清了20种AA中的64组密码子,从而排列成了一个表。,15.1 遗
5、传密码,15 蛋白质的生物合成,遗传密码表,15 蛋白质的生物合成,遗传密码的性质,1.通用性。指在生物界是公用的,大家都同用一套密码。但质体(线粒 体、叶绿体)中的有所不同。2.方向性。从5端到3端阅读。3.不重迭性。每个三联体中的三个核苷酸只编码一个氨基酸。4.连续性。密码子之间无标点符号,不能停顿,不能加入一个或两个。5.间并性。几种密码子对应于相同一种氨基酸。这些密码子为同义密码子6.始起密码和终止密码。,(1)始起密码 AUG:代表合成蛋白质时的第一个密码,存在于mRNA的5端。在真核生物中只有一个始起密码,而且也是Met的密码(即在合成多肽中有AUG出现时指导合成蛋氨酸,把AUG叫
6、Met的实义密码。而在原核生物在中,有两个始起密码AUG和GUG,它们在始起时,是fMet的密码,但在合成多肽时,GUG不是fMet的实义密码,而是Val的实义密码。(2)终止密码UAA、UAG、UGA,15.1 遗传密码,15 蛋白质的生物合成,核糖体是蛋白质合成的部位:,1950年用放射性同位素标记AA法证明。,基本功能:结合mRNA,在mRNA上选择适当的区域开始翻译 密码子(mRNA)和反密码子(tRNA)的正确配对 肽键的形成,存在形式:核糖体可游离存在。真核中,也可同内质网结合,形成 粗糙的内质网。原核中,与mRNA形成串状多核糖体。,15.2 核糖体,15 蛋白质的生物合成,核糖
7、体的组成与结构,rRNA 60-65%,Pro 30-35%,rRNA 55%,Pro 45%,原核,真核,15.2 核糖体,15 蛋白质的生物合成,核糖体的功能部位,15.2 核糖体,15 蛋白质的生物合成,tRNA在蛋白质合成中忙前忙后,非常辛苦,将氨基酸运到核糖体与密码子“对号入座”。,四个非常重要的功能部位:AA臂反密码子区氨酰tRNA 合成酶位点核糖体结合位点,氨基酸臂,反密码环,15.3 转运核糖核酸,15 蛋白质的生物合成,tRNA的三级结构示意图,15.3 转运核糖核酸,15 蛋白质的生物合成,摆动学说1966年Crick提出的:一个反密码子可以识别几个密码子,这种碱基配对的不
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