第二章+蛋白质的合成、转运、加工与修饰.ppt

第二章 蛋白质的合成、转运、加工与修饰 本章内容 2.1 蛋白质的生物合成 2.2 蛋白质合成后的定向输送 2.3 蛋白质合成后的加工与修饰 1.1 蛋白质的生物合成 问题 1. 蛋白质生物合成过程中涉及哪些重要元素？这些元素的特点/结构特征及功能如何？ 2. 蛋白质的生物合成过程分哪几个阶段？每个阶段是如何进行的？各阶段涉及哪些蛋白因子？这些因子与以上各元素是如何相互配合，共同完成蛋白质生物合成的？ 3. 真核生物与原核生物的蛋白合成过程有何异同点？ 1.1 蛋白质的生物合成 一、蛋白质生物合成过程中的重要元素 信使RNA（messenger RNA, mRNA） 遗传密码子 核糖体 转运RNA（transfer RNA, tRNA） 二、蛋白质的生物合成过程 原核生物 真核生物 1.1 蛋白质的生物合成一、蛋白质生物合成过程中的重要元素 1.1 蛋白质的生物合成一、蛋白质生物合成过程中的重要元素 mRNA的概念是在理论上先提出，然后通过实验来验证。 1961年由Jaiob和Monod提出mRNA假说 信使是一种多核苷酸 信使的碱基应与相应的DNA碱基一致 信使具有不同长度 信使应与核糖体有短暂结合 信使的半衰期很短 随后，Brenner和Spiegelman等通过实验来证明以上假说的正确性 由噬菌体T2感染大肠杆菌→噬菌体蛋白和半衰期很短的新生RNA； 感染后新合成的RNA可以与噬菌体DNA相杂交，不可与细胞内其他DNA杂交。 1.1 蛋白质的生物合成一、蛋白质生物合成过程中的重要元素 真核生物与原核生物中的mRNA有何区别？ 真核生物： 存在外显子和内含子 DNA转录为前体RNA，需要剪切加工后得到成熟mRNA 外显子拼接； 5’端加“帽”（m’GpppNm）——有利于核糖体识别及保持mRNA的稳定性； 3’端酶切、poly(A)接尾——有利于由细胞核向细胞质转运及保持mRNA的稳定性。 只有单顺反子mRNA（ 一种mRNA分子只能编码一种多肽链） 原核生物 不需要剪切加工； 在起始密码子前存在一个SD序列（即核糖体结合位点）； 含有多顺反子mRNA（一种mRNA分子编码多种肽链）； 1.1 蛋白质的生物合成一、蛋白质生物合成过程中的重要元素 功能： 指导蛋白质合成的直接模板（好比一座大楼的设计图纸）。 1.1 蛋白质的生物合成一、蛋白质生物合成过程中的重要元素 1.1 蛋白质的生物合成一、蛋白质生物合成过程中的重要元素 连续性 通用性 简并性 摆动性 不重叠性 1.1 蛋白质的生物合成一、蛋白质生物合成过程中的重要元素 ①遗传密码无标点符号（连续性） 阅读框架(reading frames)： 通常从一个正确起点（AUG）开始，3个一组，一个不漏的读下去至终止密码。若删/增，即引起突变(移码突变）。 1.1 蛋白质的生物合成一、蛋白质生物合成过程中的重要元素 ② 通用性 在地球上所有的生物中，合成蛋白质的遗传密码都使用同一套，只是在不同种类的生物中存在密码子的偏好性。 但近年来发现在哺乳动物的线粒体的蛋白合成体系中有一些例外： UAG——色氨酸（并非终止密码子） CUA——苏氨酸（并非亮氨酸） AUA——蛋氨酸（并非异亮氨酸） 1.1 蛋白质的生物合成一、蛋白质生物合成过程中的重要元素 ③ 简并性 大多数情况下，1个氨基酸可有几种不同的密码子编码即简并性。 同义密码子：编码同一氨基酸的密码子。 如：UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG 都编码Leu。 密码子的专一性主要由前2个碱基决定，第三位碱基的改变不重要： 如：His：CAU、CAC；第3位均为嘧啶； Glu：CAA、CAG；第3位均为嘌呤。 降低了由于第3个碱基发生突变造成的误差。 意义: DNA碱基有较大变化时，仍保持多肽 链中氨基酸顺序不变，减少有害突变。 保证了物种的稳定性。 1.1 蛋白质的生物合成一、蛋白质生物合成过程中的重要元素 ④摆动性 翻译过程氨基酸的正确加入是靠mRNA的密码与tRNA上的反密码子相互以碱基配对辨认。 密码子的摆动性是指密码子与反密码子有时虽不严格互补，却能相互辨认。（参见表2.2） 1.1 蛋白质的生物合成一、蛋白质生物合成过程中的重要元素 ⑤不重叠性 即读码规则是不重叠的。 1.1 蛋白质的生物合成一、蛋白质生物合成过程中的重要元素 功能： 将mRNA上的信息转化成蛋白质中多肽链的氨基酸顺序的信息。 （好比一本英汉词典） 1.1 蛋白质的生物合成一、蛋白质生物合成过程中的重要元素 60-65%rRNA， 30-35%蛋白质。 1.1