第四节原核生物的翻译过程
翻译的过程 2
肽链的延伸
• 原核生物肽链的延伸需要有70S的起始复合物，氨酰tRNA，三种延伸因子，以及GTP和MG.三种延伸因子是; 热不稳定的EF-Tu，热稳定的ET-Ts,和依赖于GTP的EF-G. 在多肽链上每增加一个氨基酸都需要经过进位，转肽，和 移位三步。 • 1进位 在70S起始复合物形成过程中，核糖核蛋白体的 P位上已结合了起始型甲酰蛋氨酸tRNA,起始复合物形成 以后，EF-Tu先与GTP结合，然后再与氨基酰-tRNA结合 成三元复合物，这样三元复合物才能进入A位。此时GTP 水解成GDP，EF-Tu-GDP与结合在A位上的氨基酰tRNA 分离。释放的EF-Tu-GDP再与EF-Ts和GTP反应重新生成 EF-Tu-GTP,并参与下一轮反应。
移位
• 移位的机制不清，但延伸和移位是两个分 离的独立过程。 • 真核和原核肽链的延长，主要是延长因子 体系部同（图）
肽链合成的终止于释放
无论原核还是真核都有三种终止密码：UAG UAA和UGA。当核糖体移动到终止密码处 时，没有相应的氨酰-tRNA能结合在A位， 因为细胞中没有一个tRNA能够与终止密码 作用，而是靠特殊的蛋白质因子促成终止 作用，这类因子称为终止因子，原核生物 油三种：RF1，RF2,RF3.RF1可以识别终 止密码UAA和UAG,并结合。RF2可以识别 终止密码UAA和UGA,并结合。真核只有一 种：eRF,可以识别三种终止密码。
• 不管是真核还是原核，释放因子都作用于A 位，由于他们作用使P位上的肽基转移酶发 生变构作用，催化活性变为水解酶活性。 从而使肽基，不再转移到氨基-tRNA上，而 转给谁分子，以合成的多肽链由于肽基tRNA的水解,而从核糖体上释放出来。然后 mRNA与核糖体分离，最后一个tRNA脱落， 核糖体在IF3作用下，解离出大，小亚基。 解离后大小亚基又重新 参加薪肽链的合成， 循环，所一多肽链在核糖体上的合成过程 又称为核糖体循环。（图）
原核生物和真核生物中基因的转录
原核生物和真核生物中基因的转录、翻译和后修饰摘要:原核生物和真核生物中基因的转录、翻译和后修饰，是各种功能蛋白质生物合成的一系列程序。
本文通过介绍了原核生物和真核生物中基因的转录、翻译和后修饰的机制、原理、过程，从而了解真核生物和原核生物的基因表达和功能蛋白质合成上的差异。
关键词: 原核生物真核生物基因转录翻译后修饰0引言：21世纪，基因水平上的研究受到人们广泛的关注。
原核生物和真核生物中基因的转录、翻译和后修饰是基础研究，人们也只有在此基础不断扩散深入研究其它基因水平问题。
本文只简单介绍了一些关于基因转录、翻译和后修饰的一部分相关研究成果。
1 原核生物和真核生物中基因的转录：基因转录是在由RNA聚合酶和辅助因子组成的转录复合物的催化下，从双链DNA分子中拷贝生物信息生成一条RNA链的过程。
转录中，一个基因会被读取被复制为mRNA，就是说一特定的DNA片断作为模板，以DNA依赖的RNA合成酶作为催化剂的合成前体mRNA的过程。
转录产物主要有三类RNA，即信使RNA （mRNA）、核糖体RNA（rRNA）和转移RNA（tRNA）。
在基因转录过程中，RNA聚合酶起着非常重要的作用。
RNA聚合酶可以催化所有四种核苷- 5′-三磷酸（ATP、GTP、UTP和CTP）聚合成与模板DNA互补的RNA。
此反应需要Mg2+,反应中释放焦磷酸。
[1]该酶在转录的各个过程中发挥了不同的作用。
1．1 基因转录的启动RNA聚合酶正确识别DNA模板上的启动子并形成由酶、DNA和核苷三磷酸构成的三元起始复合物，转录便开始进行。
启动子是DNA分子上可与RNA聚合酶特异结合，而使转录开始的一段DNA序列而本身不被转录。
DNA模板上的启动区域常含有TATAATG顺序，称P盒。
复合物中的核苷三磷酸一般为GTP,少数为ATP,因而原始转录产物的5′端通常为三磷酸鸟苷(pppG)或腺苷三磷酸(pppA)。
真核DNA上的转录启动区域也有类似原核DNA的启动区结构，和在-30bp（即在酶和DNA结合点的上游30核苷酸处）附近也含有TATA结构，称TATA盒。
RNA的转录和翻译过程
RNA的转录和翻译过程生物学领域中，RNA（核糖核酸）是一种重要的分子，它在细胞中发挥着传递、编码和转换基因信息的关键作用。
RNA通过转录和翻译过程，将基因信息转化为蛋白质，从而决定细胞的结构和功能。
本文将详细介绍RNA的转录和翻译过程。
一、RNA的转录过程转录是指在细胞核中，将DNA的信息转录成RNA的过程。
转录过程是基因表达的第一步，它包含三个主要阶段：启动、延伸和终止。
1. 启动阶段在转录的启动阶段，转录起始位点（TSS）附近的DNA区域将会被特定的蛋白质结合，形成转录起始复合物。
该复合物包括RNA聚合酶、转录因子和其他辅助蛋白质。
转录因子在启动阶段起到引导RNA 聚合酶精确定位的作用。
2. 延伸阶段转录的延伸阶段是指RNA聚合酶在DNA模板上沿着基因序列的方向合成RNA链的过程。
具体来说，RNA聚合酶通过识别DNA中特定的核苷酸序列（启动子和增强子）来选择正确的方向，并遵循配对规则，在RNA链上合成互补的核苷酸。
3. 终止阶段转录的终止阶段是指RNA聚合酶到达终止位点时，停止合成RNA链并释放产物。
在原核生物中，转录终止信号位于转录终止位点下游，它诱导RNA链从DNA模板解离。
而在真核生物中，转录终止信号与转录聚合酶等蛋白质相互作用，形成转录终止复合体，导致RNA链的释放。
二、RNA的翻译过程转录的产物是一种称为mRNA（信使RNA）的分子，mRNA通过翻译过程将信息转化为蛋白质。
翻译是指在细胞质中，由核糖体读取mRNA上的密码子序列，将其翻译成氨基酸序列的过程。
1. 初始化阶段在翻译的初始化阶段，起始子序列AUG（甲硫氨酸）被识别为翻译的起始点，该序列编码蛋白质的第一个氨基酸甲硫氨酸。
起始子序列被识别后，核糖体附着到mRNA上，形成翻译初始化复合物。
2. 延伸阶段在延伸阶段，核糖体沿着mRNA链滑动，一个个读取三个核苷酸的密码子，并通过与tRNA（转运RNA）上的氨基酸配对，将氨基酸加入正在合成的蛋白质链上。
生化一轮复习的重点
生化考点问题疏导（带着问题去学生化，效率更高！）第二章核酸化学第一节核苷酸一、化学组成与命名1、碱基？3种基本嘧啶碱基？2种基本嘌呤碱基？嘌呤和嘧啶环上原子排列顺序？2、核糖？核糖分哪两类，有何区别？3、核苷？核苷中核糖与碱基以何种化学键连接？4、核苷酸？核苷酸完全水解的产物是？二、细胞内游离核苷酸及其衍生物1、细胞中重要的核苷酸衍生物有哪3大类？2、NMP / NDP / NTP / dNMP / dNDP / dNTP表示什么？中文名称？3、NTP与dNTP在核酸生物合成中的作用？4、NDP、NTP还有那些作用？选2个例子记住5、ppGpp / ppGppp / ppApp / ppAppp的中文名字及主要作用？6、cAMP、cGMP的中文、作用7、NAD、NADP、FAD的中文、作用（可以在“维生素”那章统一记忆）第二节DNA分子结构（重点）一、DNA一级结构1、DNA一级结构的定义2、一条DNA单链中核苷酸以何种化学键相连，该化学键由什么基团反应生成？3、DNA碱基序列的阅读顺序4、DNA一级结构测序的2种基本方法是？二、DNA二级结构1、DNA二级结构定义2、Chargaff定律的两大结论（碱基当量定律、不对称比率）3、双螺旋结构的4个要点（记住以下关键词，尽可能还原书上原话）（1）反向平行、大沟小沟（2）外侧骨架、内侧碱基平面（3）螺旋直径、碱基距离、螺距（记住具体数值）（4）结构稳定（4大作用力是什么？与维持蛋白质各级结构的作用力共同记忆和区分）4、DNA多态性的两个影响因素？5、4类DNA双螺旋分别是什么，有何区别（结合书上表格了解）？细胞中主要存在的是哪一种？6、回文序列？镜像重复？7、回文序列和镜像重复会导致怎样的DNA螺旋结构产生？有何意义？三、DNA三级结构1、DNA三级结构定义？DNA三级结构与超螺旋的关系？2、何种超螺旋结构是天然DNA主要形式，有利于基因表达？第三节RNA分子结构（重点）一、tRNA结构1、tRNA一级结构的特点（小，多稀有碱基，多彼此分隔又能相互配对的保守序列）2、tRNA的二级结构是什么？四臂四环分别是什么？（尤其注意氨基酸臂和反密码子环）3、tRNA的三级结构是什么？与氨基酸结合的部位是什么结构？二、rRNA结构1、rRNA的特点（数量多，种类少）2、rRNA的作用（构成核糖体、构成核酶）三、mRNA结构1、mRAN的主要功能？2、顺反子、单顺反子、多顺反子的定义？3、原核生物与真核生物mRNA的差异？4、SD序列是什么？5、真核生物mRNA结构？“帽子”和“尾巴”的作用分别是什么？第五节核酸的性质与分离纯化一、核酸的一般性质1、核酸的一般性质有哪些？（溶液黏度、固体性状、溶解性、酸碱性、带电性）二、核酸的紫外吸收特性1、核酸及其降解产物吸收紫外光的原理？吸收波段？最大吸光度？2、减色效应定义？（从原理上理解，并类比得出增色效应定义）三、核酸的变性、复性和分子杂交1、核酸变性的定义？复性的定义？分子杂交的定义？2、DNA变性的表示方式？3、Tm的中文名及定义？4、影响Tm值的因素有哪些（2个）5、变性DNA可发生复性的条件（缓慢冷却、pH）6、探针技术第三章蛋白质化学第一节蛋白质的分子组成一、元素组成1、蛋白质中主要的5种元素？2、蛋白质中氮含量与蛋白质质量的关系？二、氨基酸1、氨基酸定义？2、构成生物体的氨基酸（或者说有密码子对应的氨基酸）有20种，其中非α-氨基酸的是？无手性碳的是？有两个手性碳的是？3、氨基酸的分类（记忆技巧见补充材料1，倒数第二页）4、氨基酸的物理性质（固体性状、熔点、溶解度、旋光性、吸光性）5、两性离子定义？6、氨基端等电点定义？计算方法（分R基是否可离解）？氨基酸处于不同pH下的带电情况？三、肽1、肽、寡肽、多肽的定义？2、肽键、氨基酸残基的定义？3、肽链的书写顺序？4、肽键的3大性质？第二节蛋白质分子结构一、一级结构1、蛋白质一级结构定义？2、维系蛋白质一级结构的作用力？二、空间结构1、蛋白质二级结构、超二级结构、结构域、三级结构、亚基、四级结构的定义？超二级结构和结构域与二级结构、三级结构的关系是什么？2、维系蛋白质三维结构的作用力有哪些？其中次级键有哪些？最主要的是哪个？3、蛋白质二级结构有哪几种模式（只记名字）？4、蛋白质超二级结构主要有哪3种模式（只记名字）？三、蛋白质等电点与蛋白质变性的概念（第4节）1、蛋白质等电点定义？决定因素？2、蛋白质变性的定义？可逆变性与不可逆变性？3、导致蛋白质变性的因素？4、变性蛋白质的物理、结构、化学、生物性质变化？5、蛋白质的凝固作用第四章酶第一节酶的一般性质一、酶是生物催化剂二、酶催化的特性三、酶的化学本质1、酶的定义2、酶与无机催化剂的2个共性与酶的5个特性。
蛋白质翻译
如果错误的氨酰-tRNA进入核糖体的A位，那么由 于错误配对，其缔合能偏低，仅为正确配对的 1/3000，延伸因子会将错误进入的aa-tRNA清除。
原核生物：EF-Tu
真核生物：eEF-1
合，再结合mRNA。
（一）真核生物蛋白质翻译起始
（1）40S核糖体小亚基与起始因子eIF-1和eIF-3结 合，使核糖体大小亚基分离；
（2）形成eIF-2-Met-tRNAMet-GTP三联体复合物； 它们与40S小亚基（包括eIF-1和eIF-3）P位点结 合，形成43S前起始复合物。
（3）在帽子结合复合物起始因子eIF-4F的帮助下， 前起始复合物与mRNA的5’端结合，形成起始复 合物。 eIF-4F复合物包括： eIF-4E（结合到mRNA的5’帽 子结构上)、eIF-4A(解旋酶活性)和eIF-4G（连接 eIF-4E与eIF-3）。
原核生物：EF-T (EF-Tu, EF-Ts)和EF-G
1、AA-tRNA与核糖体A位点的结合
需要消耗GTP，并需EF-Tu、EF-Ts两种延伸因子来进 行能量的再利用。
能量的再生： EF-Tu-GDP+ EF-Ts
EF-Tu-Ts + GDP
EF-Tu-Ts + GTP EF-Tu-GTP + EF-Ts 重新参与下一轮循环
二、真核生物蛋白质翻译（起始） 三、保证蛋白质翻译准确起始的机制（翻译 保真性） 四、复习题
一、原核生物翻译的起始
1. 蛋白质合成装备的组装 2. 模板mRNA在核糖体上的准确定位 3. 起始氨基酸的插入
1. 氨基酸的活化
4-1-2遗传信息的翻译和中心法则(教学课件)——高中生物人教版(2019)必修第二册
AUCG 4 氨基酸
AUCG 4 4 AUCG 氨基酸
AUCG AUCG 4 4 4 AUCG
氨基酸
这种方式能满足组成蛋白质 的21种氨基酸的需要。
1.3 密码子
密码子的概念 mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基为1个密码子。
第一个用实验证明遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸的科学家---克里克
1.4 遗传密码的破译
体内存在RNA复制酶，实现RNA
烟草花叶病毒模式图
复制；
一些RNA病毒（HIV病毒）的遗
传信息可以从RNA流向DNA，
存在RNA逆转录酶，RNA逆转录
合成DNA。
HIV病毒
RNA RNA RNA
活动4 中心法则的内容 中心法则揭示了生物遗传信息传递的规律，据图回答下列问题：
(1)②表示___转__录____过程，需要_R_N__A_聚___合__酶；④表示__逆__转__录____过程，需要_逆___转__录____ 酶的参与。 (2)正常情况下，在人体细胞内能进行的过程是__①__②__③___。 (3)图中遵循碱基互补配对原则的过程是___①__②__③___④__⑤____。 (4)任意一个人体细胞均能发生①②③过程吗？
形态： RNA链经过折叠，形成三叶草形。 功能： 识别和转运氨基酸
结合氨基酸的部位
5'
碱基配对
GU A
反密码子
mRNA 5'
C AU
3'
密码子
核心归纳
1.遗传信息、密码子、反密码子的比较
项目 存在位置
含义
生理作用
直接决定mRNA中碱基排列
遗传信息 DNA
碱基的排列顺序
顺序，间接决定氨基酸排列
DNA翻译 PPT课件
翻译过程从阅读框架的5´-AUG开始，按 mRNA 模 板 三 联 体 密 码 的 顺 序 延 长 肽 链 ， 直 至终止密码出现。
整个翻译过程可分为 ： 翻译的起始(initiation) 翻译的延长(elongation) 翻译的终止(termination )
目录
一、肽链合成起始
第十二章
蛋白质的生物合成 （翻译）
Protein Biosynthesis，Translation
目录
目录
蛋白质的生物合成，即翻译，就是将核酸中由 4 种核苷酸序列编码的遗传信息，通过遗传密码破 译的方式解读为蛋白质一级结构中20种氨基酸的 排列顺序 。——这是基因表达的最终目的。
目录
第一节 蛋白质合成体系
EF-1-α
EF-Ts 调节亚基
EF-1-βγ
EFG
有转位酶活性，促进mRNA肽酰-tRNA由A位前移到P位， 促进卸载tRNA释放
EF-2
目录
（一）进位
又称注册(registration)
指根据mRNA下 一组遗传密码指导， 使相应氨基酰-tRNA 进入核蛋白体A位。
目录
延长因子EF-T催化 进位（原核生物）
二、肽链合成延长
指根据mRNA密码序列的指导，次序添加 氨基酸从N端向C端延伸肽链，直到合成终止 的过程。
肽链延长在核蛋白体上连续性循环式进行，又 称为核蛋白体循环(ribosomal cycle)，每次循环 增加一个氨基酸，包括以下三步： – 进位(entrance) – 转肽(peptide bond formation) – 移位(translocation)
目录
目录
目录
Tu TGsTP
蛋白质生物合成—翻译及翻译后过程
A
C
C
氨基酸臂
反密码环
氨基酸的活化
氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyl-tRNA synthetase)
氨基酰-tRNA合成酶
氨基酸 + tRNA
氨基酰- tRNA
ATP
AMP＋PPi
氨基酸 ＋ATP-E → 氨基酰-AMP-E ＋ PPi 氨基酰-AMP-E ＋ tRNA→ 氨基酰-tRNA＋ AMP ＋ E
翻译中运输过程 （信号肽假说）
信号肽(Signal sequence) —能启动蛋白质运转的任何一 段多肽
使核蛋白体与内质网上的受体结合，合成的肽链进入 内质网内腔运至靶器官，信号肽酶切除信号肽，使成熟 的蛋白质释放至胞外
原核延长因子
生物功能
对应真核延长 因子
EF-Tu EF-Ts EFG
促进氨基酰-tRNA进入A位，结合 分解GTP
调节亚基
有转位酶活性，促进mRNA-肽酰tRNA由A位前移到P位，促进卸载 tRNA释放
EF-1-α EF-1-βγ
EF-2
（一）进位
又称注册(registration)
指根据mRNA下一 组遗传密码指导，使相 应氨基酰-tRNA进入核 蛋白体A位。
过氧化体蛋白 溶酶体蛋白
信号序列或成分 信号肽 信号肽，C端-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-(KDEL序列) N端靶向序列（20～35氨基酸残基） 核定位序列（-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-， SV40 T抗原） -Ser-Lys-Leu-（PST序列） Man-6-P（甘露糖-6-磷酸）
原核生物mRNA的特点
S-D序列：原核生物mRNA起始密码AUG上游8~13核苷酸 处，存在一段5′-UAAGGAGG-3′的保守序列，称为S-D 序列。是mRNA与核蛋白体识别、结合的位点