蛋白质的合成
第十五章蛋白质的生物合成
第一位
（5ˊ）
U
U
C
A
G
遗传密码字典 第二位
C
A
G
第三位
（3ˊ）
U C A G
U C A G
U C A G
U C A G
6 4 组 密 码 子 中 ， AUG 既 是 甲 硫氨酸的密码，又是起始密码； 有三组密码不编码任何氨基酸， 而是多肽链合成的终止密码子： UAG、UAA、UGA。
• 在原核生物和真核生物中，均存在另一 种携带蛋氨酸的tRNA，识别非起动部位 的蛋氨酸密码，AUG。
第十五章蛋白质的生物合成
核糖体的研究历史
1.早在本世纪30年代后期就发现细胞质和细胞核中都有 核酸存在，不过用1924年福尔根发明的染色法只能使细胞核 中的核酸染色。但两种核酸在260nm的吸收非常相似。
第十五章 蛋白质合成及转运
蛋白质的生物合成
中心法则指出，遗传信息的表达最终是合成出 具有特定氨基酸顺序的蛋白质，这种以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)。
2.Crick, F.比较了核酸和氨基酸的大小和形状后，认为不可 能在空间上互补，因此预测：(1) 存在一类分子转换器，使信 息从核酸序列转换成氨基酸序列；(2) 这种分子很可能是核酸； (3) 它不论以何种方式进入蛋白质翻译系统的模板，都必须与 模板形成氢键（即配对）；(4) 有20种分子转换器，每种氨基 酸一个；(5) 每种氨基酸必定还有一个对应的酶，催化与特定 的分子转换器结合。
2.1941年，细胞学家J.Brachet和T.Caspersor注意到细 胞质中的核酸与蛋白质的合成有密切的关系。
简述蛋白质合成的过程
简述蛋白质合成的过程蛋白质是构成细胞的重要组成部分，也是细胞功能的基础。
蛋白质合成是生物体中一项重要的生化过程，通过合成蛋白质，维持细胞正常的生理功能。
蛋白质合成过程主要包括转录和翻译两个阶段。
1. 转录阶段转录是指将DNA上的基因信息转录成RNA的过程。
在转录过程中，DNA的双链解旋，RNA聚合酶与DNA的一个特定区域结合，开始合成RNA。
这个特定区域称为启动子，它位于基因的上游区域。
RNA聚合酶沿着DNA模板链向下滑动，合成RNA链。
合成RNA 的过程中，RNA聚合酶会依据DNA的碱基序列信息合成对应的RNA碱基，形成RNA单链。
合成的RNA称为信使RNA （mRNA）。
2. 翻译阶段翻译是指将mRNA上的信息转化为蛋白质的过程。
翻译过程发生在细胞质内的核糖体中。
在翻译之前，mRNA先经过剪接修饰，将其内部的非编码区域（内含子）剪除，只保留编码区域（外显子）。
然后，mRNA与核糖体中的核糖体RNA（rRNA）和转移RNA （tRNA）相互作用。
翻译的第一步是启动，mRNA的5'端与小核糖体亚基结合，tRNA 与起始密码子结合在小核糖体亚基上的P位。
然后，大核糖体亚基和小核糖体亚基结合，形成功能完整的核糖体。
核糖体沿着mRNA 滑动，tRNA的反应中心与mRNA上的对应密码子结合。
tRNA携带的氨基酸与上一个tRNA携带的氨基酸进行肽键形成，合成蛋白质的链。
这个过程称为肽链延伸。
当核糖体滑动到终止密码子时，翻译停止，蛋白质合成结束。
总结起来，蛋白质合成的过程包括转录和翻译两个阶段。
转录是将DNA上的基因信息转录成mRNA，翻译是将mRNA上的信息转化为蛋白质。
蛋白质合成是一项复杂而精细的生化过程，其中涉及到多种酶的参与和调控。
蛋白质合成的正常进行对于细胞的正常功能和生理过程具有重要意义。
蛋白质合成、修饰及分泌
03
蛋白质分泌
囊泡运
01
02
03
04
囊泡运输是指蛋白质在细胞内 合成后，通过一系列的囊泡转 运过程，将其从内质网等合成 场所转运至高尔基体进行加工 和修饰，再通过胞吐作用分泌 到细胞外。
囊泡运输是指蛋白质在细胞内 合成后，通过一系列的囊泡转 运过程，将其从内质网等合成 场所转运至高尔基体进行加工 和修饰，再通过胞吐作用分泌 到细胞外。
蛋白质合成、修饰及分泌
目
CONTENCT
录
• 蛋白质合成 • 蛋白质修饰 • 蛋白质分泌 • 蛋白质合成、修饰及分泌的相互关
系
01
蛋白质合成
氨基酸的合成
氨基酸是蛋白质的基本组成单 位，通过生物合成或从食物中 摄取来获得。
生物合成氨基酸主要通过转氨 基作用、脱羧基作用和氨基转 移作用等途径来完成。
不同的生物合成氨基酸的方式 不同，例如植物和微生物可以 通过光合作用将二氧化碳转化 为有机物，而动物则必须从食 物中摄取氨基酸。
核糖体合成
02
01
03
核糖体是细胞内合成蛋白质的场所，由大、小两个亚 基组成。
核糖体合成蛋白质的过程包括氨基酸的活化、肽链合 成的起始、肽链的延长和终止等步骤。
在核糖体合成过程中，mRNA作为模板指导氨基酸按 照特定的顺序排列，形成具有一定功能的蛋白质。
胞吐作用的异常可以导 致多种疾病的发生，如 神经退行性疾病、免疫 系统疾病等。
04
蛋白质合成、修饰及分泌的相互关系
合成与修饰的关系
合成是修饰的前提
蛋白质合成首先需要氨基酸按照特定 的序列连接成多肽链，然后经过翻译 后修饰，如磷酸化、乙酰化等，才能 形成具有生物活性的蛋白质。
分子生物学第十五章 蛋白质的生物合成
1.遗传密码种类：
• mRNA 分子有4种碱基：A、G、C、U，可组合成64个密 码子，其中61个分别代表20种不同氨基酸
• 遗传密码共有43=64种， 64: UAA、UAG、UGA 终止密码 61: AUG 起始密码 代表Met 60: 代表19种氨基酸
9
遗传密码表 第一碱基
（5/-端）
第二碱基
43
一、起始阶段
（一）原核生物翻译起始复合物的形成
参与的物质： 核糖体50S和30S大小两类亚基 mRNA 起始作用的fMet-tRNAfMet GTP供能 起始因子（IF1、IF2、IF3）
44
起始过程：
• 核糖体大小亚基解离 • 小亚基与mRNA结合：
16sRNA识别mRNA的SD序列
• fMet-tRNAfMet与mRNA起始密码子AUG结合 • 核糖体大小亚基形成起始复合物
tRNAphe Phe-tRNAphe
• 肽链起始和延长的甲硫氨酰-tRNA：
真核生物：起始： Met-tRNAiMet 延长： Met-tRNAMet
原核生物： 起始：fMet-tRNAfMet 延长：Met-tRNAMet
39
40
第三节 肽链的合成过程
41
整个翻译过程可分为 ：
• 翻译的起始 • 翻译的延长 • 翻译的终止
tRNA反密码子 第1位碱基
mRNA密码子 第3位碱基
I
U
G AC
U, C, A A, G U, C U G
17
摆 动 配 对
32 1
U
123
18
• ⑤遗传密码的通用性
从原核生物到人类都共用同一套遗传密码，被称为遗传密码的通用性。 密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。
蛋白质合成的基本过程
蛋白质合成的基本过程蛋白质是构成生物体细胞的重要组成部分，参与了生物体内的几乎所有生化过程。
蛋白质的合成是细胞内最为重要的生物化学过程之一，也是维持生命活动正常进行的基础。
蛋白质的合成过程包括转录和翻译两个阶段，通过这两个阶段，细胞可以根据遗传信息合成出具有特定功能的蛋白质。
下面将详细介绍蛋白质合成的基本过程。
一、转录阶段转录是指在细胞核内DNA模板上合成RNA的过程。
在蛋白质合成中，首先需要将DNA上的遗传信息转录成RNA，形成mRNA（信使RNA），mRNA携带着DNA上的遗传信息，将其带到细胞质中进行翻译合成蛋白质。
1.1 RNA聚合酶的结合转录的第一步是RNA聚合酶与DNA模板的结合。
RNA聚合酶是一种酶类蛋白质，它能够识别DNA上的启动子区域，并在该区域结合，开始合成RNA链。
1.2 RNA链的合成RNA聚合酶在DNA模板上沿着3'→5'方向移动，合成RNA链时是在5'→3'方向进行的。
RNA链的合成过程与DNA复制有所不同，RNA链的合成速度较快，而且只合成一条链。
1.3 终止转录在DNA上的终止子区域，会有一些特定的序列，当RNA聚合酶合成到这些序列时，转录过程会终止，RNA链会从DNA模板上脱离，形成成熟的mRNA。
二、翻译阶段翻译是指在细胞质中mRNA的遗传信息被翻译成氨基酸序列的过程。
翻译过程中涉及到多种RNA和蛋白质，包括tRNA（转运RNA）、rRNA （核糖体RNA）和核糖体等。
2.1 核糖体的结合在翻译的起始阶段，mRNA会与核糖体结合，核糖体是一种由rRNA和蛋白质组成的细胞器，能够将mRNA上的遗传信息翻译成氨基酸序列。
2.2 tRNA的运载tRNA是一种带有特定氨基酸的RNA分子，它能够将氨基酸运载到核糖体上，与mRNA上的密码子配对，完成氨基酸的添加。
2.3 氨基酸的连接在核糖体上，tRNA将氨基酸按照mRNA上的密码子顺序连接起来，形成氨基酸链。
蛋白质合成的过程中脱去的水分子
蛋白质合成的过程中脱去的水分子
蛋白质合成是生物体内重要的生物化学过程，其过程中蛋白质的合成是通过多肽键的形成来完成的。
在蛋白质合成过程中，脱去的水分子是由氨基酸之间的羟基和羧基所释放的。
具体来说，当两个氨基酸通过肽键连接时，羧基（-COOH）和氨基（-NH2）之间的羟基（-OH）和氢原子（-H）释放出一个水分子，这个过程称为脱水缩合反应。
在这个反应过程中，羧基中的羟基氧原子和氨基中的氢原子结合形成水分子，同时两个氨基酸分子通过肽键连接在一起，形成了一个新的多肽链。
蛋白质合成过程中脱去的水分子是非常重要的，因为它代表着氨基酸之间的连接过程，这种连接是蛋白质结构形成的基础。
蛋白质的空间结构和功能都受到氨基酸连接方式的影响，而脱水缩合反应正是这种连接的关键步骤之一。
除了蛋白质合成过程中的脱水缩合反应外，水还在其他生物化学反应中发挥着重要作用，例如水解反应中水分子参与了酶促反应的催化过程。
总的来说，水在生物体内的化学反应中起着至关重要的作用，蛋白质合成过程中脱去的水分子只是其中之一。
蛋白质的合成与运输
)
【解析】 内质网是脂质合成的场所，所以合成固醇类激素的分泌细胞内质网 应该比较发达。分泌蛋白的修饰和加工是由内质网和高尔基体共同完成。生物膜之 间可通过具膜小泡的转移进行相互转化。
【答案】 B
5.如图表示用含 3H 标记的氨基酸培养液培养某细胞过程中蛋白质的合成和分泌 示意图，则该细胞中出现 3H 的部位依次为( )
【答案】 B
2.为了研究酵母菌细胞内蛋白质的合成， 研究人员在其培养基中添加 3H 标记的 亮氨酸后，测得与合成和分泌乳蛋白相关的一些细胞器上放射性强度的变化曲线如 下图中甲，有关的生物膜面积变化如图乙，其相关结构关系如图丙，则下列有关说 法不正确的是( )
A.图丙中首先可观察到 3H 标记的细胞器是③ B.能在图丙中④上观察到 3H 标记表明可能有分泌蛋白合成 C.图甲中 c 曲线所指的细胞结构是高尔基体 D.图乙中 d 曲线表示的细胞结构是内质网
提示：原核细胞除细胞膜外无其他膜结构，因此没有内膜系统。
[思维升华] 生物膜的种类、结构和功能联系
细胞膜：单层膜，细胞的外界膜 核膜：双层膜，具核孔，细胞核的外界膜 生物膜 双层膜结构：叶绿体、线粒体 (1) 的种类 细胞器膜单层膜结构：内质网、高尔基 体、液泡等
1.关于蛋白质的分选和运输，下列说法不正确的是( A.蛋白质合成后，一般在其氨基酸序列中含有分选信号 B.游离的核糖体合成的蛋白质中无分选信号
)
C.核糖体在细胞中的存在部位不同，也影响蛋白质的去向 D.蛋白质只有被准确地运输到相应的部位才能执行特定的功能
【解析】 无论是在内质网的核糖体上还是游离的核糖体上合成的蛋白质，一 般其氨基酸序列中均含分选信号，决定着蛋白质的去向和最终定位，而核糖体在细 胞中的存在部位不同，也影响蛋白质的去向。
细胞内各种蛋白质的合成和转运途径
细胞内各种蛋白质的合成和转运途径引言：细胞是生物体的基本单位，其中蛋白质是构成细胞的重要组成部分。
细胞内的蛋白质合成和转运途径是维持细胞正常功能的关键过程。
本文将介绍细胞内蛋白质合成的主要途径，包括转录、翻译和后转录修饰，以及蛋白质的转运途径，包括核糖体、内质网和高尔基体等。
一、蛋白质合成的途径1. 转录蛋白质合成的第一步是转录，即将DNA中的基因信息转录成RNA。
在细胞核中，DNA的双链解旋，RNA聚合酶结合到DNA上，根据DNA模板合成mRNA。
mRNA是一条单链RNA，它携带着从DNA中转录得到的基因信息。
2. 翻译翻译是蛋白质合成的第二步，即将mRNA上的基因信息翻译成蛋白质。
翻译发生在细胞质中的核糖体中。
核糖体由rRNA和蛋白质组成，它能够识别mRNA上的密码子，并将相应的氨基酸连接起来，形成多肽链。
翻译的过程包括起始、延伸和终止三个阶段，通过tRNA和蛋白因子的参与完成。
3. 后转录修饰蛋白质合成的最后一步是后转录修饰，即对新合成的蛋白质进行修饰和折叠。
这一过程发生在内质网和高尔基体中。
内质网是一个复杂的膜系统，它能够将新合成的蛋白质进行折叠和修饰，如糖基化、磷酸化等。
高尔基体则进一步对蛋白质进行修饰，并将其定位到细胞的不同位置。
二、蛋白质的转运途径1. 核糖体核糖体是蛋白质合成的场所，它位于细胞质中。
在核糖体中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对，通过蛋白因子的辅助，将氨基酸连接成多肽链。
核糖体能够识别起始密码子和终止密码子，从而控制蛋白质的合成过程。
2. 内质网内质网是一个复杂的膜系统，它位于细胞质中。
内质网上的核糖体能够合成蛋白质，并将其进行折叠和修饰。
折叠不正确的蛋白质将被内质网上的分解酶降解，而正确折叠的蛋白质则会进一步转运到高尔基体或其他细胞器。
3. 高尔基体高尔基体是一个复杂的膜系统，它位于细胞质中。
高尔基体接收来自内质网的蛋白质，并对其进行进一步修饰和定位。
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蛋白质的合成
蛋白质合成是生物体中重要的一种机制，它可以维持其正常生物活动。
蛋白质合成是指将某种形式的物质或物质的细胞内合成为另一种物质，即蛋白质，并将其用于组织功能。
蛋白质的合成一般包括多种过程，其中有酶反应，例如RNA聚合酶转录、RNA拆分酶切、转录因子激活、蛋白质折叠和部分水解等等。
蛋白质合成需要一系列基本步骤，其首先是转录过程，其中RNA 聚合酶转录可以将DNA信息复制成RNA，这样，RNA可以被转换成蛋白质，RNA聚合酶通常以模板字符串的形式存在于转录期和转录期之中，并且它以复制DNA信息的模式产生RNA。
RNA拆分酶在转录之后可以分解DNA的双链。
转录因子激活，则可以催化RNA聚合酶的转录，使RNA充分表达DNA的完整信息。
接下来是翻译过程，这是将RNA转换成蛋白质的关键步骤，这个过程需要一种专有的RNA翻译机制，叫做核糖体，它将RNA信息传递到蛋白质连接站，从而控制蛋白质的构建。
此外，还有一种重要的步骤，称为蛋白质折叠。
在蛋白质折叠过程中，非结构性蛋白质会形成符合某种特定形状或结构的蛋白质，从而变成具有特定功能的适当构建。
这个过程有助于维持细胞内有效的蛋白质水平，从而支持正常的生物活动。
最后，部分水解是蛋白质合成最后一步，它是指分子处理和清除过程，可以激活和修整新合成的蛋白质。
这个过程可以移除位于蛋白质芯的羧基组，或移除额外的氨基酸残片，从而帮助蛋白质正确折叠
并准备就绪进行它的正常生物活动。
因此，总的来说，蛋白质的合成包括转录、翻译、蛋白质折叠以及部分水解等一系列过程，每一步都是至关重要的，否则，就会出现不良影响，从而使生物体无法正常地进行生物活动。
另外，由于蛋白质是细胞结构和功能的重要组成部分，因此，蛋白质的合成也有助于支持生命活动并维持正常的生物系统功能。
最近，随着基因技术的发展，人们已经发现了一种新的方法来改善蛋白质合成。
这种方法可以帮助改善和优化蛋白质的结构、功能以及生理活性，从而使其更容易被合成。
这项技术可以帮助开发更多针对特定目标的蛋白质，这些蛋白质可以被广泛应用于各种生物学、药物学和农业等领域。
总之，蛋白质合成是细胞遗传物质翻译和表达的主要过程，它是构成细胞结构和功能的关键部分，是维持生物体正常生物活动的重要途径，也是当今生物技术发展所进行的主要研究领域之一。