蛋白质合成PPT
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基因指导蛋白质的合成课件
如果2个碱基决定一个氨基酸，4种碱基 最多能编码1_6___种氨基酸。
如果3个碱基决定一个氨基酸，4种碱基 最多能编码6_4___种氨基酸。
你认为一个氨基酸的编码至少需要多少 个碱基，才足以组合出构成蛋白质的20种 氨基酸？ 至少需要3个碱基
科学家通过推测和实验, 最终破解了遗传密码, 得 知确实是mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸.
氨基酸的 排列顺序
6a个碱基
一条链作模板 碱基互补配对
3a个碱基三个碱基决定a个氨基酸
一个氨基酸
（3a对）
B个
6
1/2 B个
：
3
1/6 B个
：
1
转录的过程
DNA RNA
T A C G T G ACC A UG C AC UGG
转录的过程
DNA RNA
T A C G T G ACC A UG C AC UGG
形成mRNA链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上
项目 场所 模板 原料 条件 碱基配对
产物 信息传递 发生时间
转录 转录
主要在细胞核 DNA的一条链
20种氨基酸的密码子表
1．有64种密码子，61种能决定氨基酸，3种终止密 码子不决定任何氨基酸。 2．少数氨基酸由一种密码子决定，多数氨基酸由 几种密码子决定。 3．密码子在生物界是通用的。
翻译的过程
1）如何确定氨基酸排列的位置？ 2）氨基酸通过什么方式形成多肽链？
细胞核 A A T C A A T A G
G
转录的过程
按碱基互补配对原则(A-U T-A G-C C-G)进行
DNA
T A C G T G ACC
A
RNA聚合酶
RNA
如果3个碱基决定一个氨基酸，4种碱基 最多能编码6_4___种氨基酸。
你认为一个氨基酸的编码至少需要多少 个碱基，才足以组合出构成蛋白质的20种 氨基酸？ 至少需要3个碱基
科学家通过推测和实验, 最终破解了遗传密码, 得 知确实是mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸.
氨基酸的 排列顺序
6a个碱基
一条链作模板 碱基互补配对
3a个碱基三个碱基决定a个氨基酸
一个氨基酸
（3a对）
B个
6
1/2 B个
：
3
1/6 B个
：
1
转录的过程
DNA RNA
T A C G T G ACC A UG C AC UGG
转录的过程
DNA RNA
T A C G T G ACC A UG C AC UGG
形成mRNA链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上
项目 场所 模板 原料 条件 碱基配对
产物 信息传递 发生时间
转录 转录
主要在细胞核 DNA的一条链
20种氨基酸的密码子表
1．有64种密码子，61种能决定氨基酸，3种终止密 码子不决定任何氨基酸。 2．少数氨基酸由一种密码子决定，多数氨基酸由 几种密码子决定。 3．密码子在生物界是通用的。
翻译的过程
1）如何确定氨基酸排列的位置？ 2）氨基酸通过什么方式形成多肽链？
细胞核 A A T C A A T A G
G
转录的过程
按碱基互补配对原则(A-U T-A G-C C-G)进行
DNA
T A C G T G ACC
A
RNA聚合酶
RNA
第十三章蛋白质的生物合成(共91张PPT)
已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞 的叶绿体等。
密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖 先。
4. 方向性（direction）：
• 指阅读mRNA模板上的三联体密码时， 只能沿5’→3’方向进行。
5. 摆动性（wobble）：
转运氨基酸的tRNA的反密码需要通过碱基互补与 mRNA上的遗传密码反平行配对结合，但反密码与 密码之间常常不严格遵守碱基配对规律，称为摆
阶段。
一、多肽链合成的起始阶段
（一）原核生物翻译起始复合物形成
• 包括以下几个步骤：
➢核蛋白体大小亚基分离；
➢mRNA在小亚基定位结合；
➢起始氨基酰-tRNA的结合；
➢核蛋白体大亚基结合。
1. 核蛋白体大、小亚基分离： IF-1和IF-3与小亚基结合，促进核蛋白体大、小亚
基拆离，为新一轮合成作准备。
• 成肽是由转肽酶（transpeptidase）催化的 肽键形成过程。
• 在转肽酶的催化下，将P位上的tRNA所携带 的甲酰蛋氨酰基或肽酰基转移到A位上的氨 基酰tRNA上，与其-氨基缩合形成肽键。
• 此步骤需Mg2+，K+。
成肽反应过程
3. 转位（translocation）：
• 延长因子EF-G有转位酶（translocase）活性，可 促进核蛋白体向mRNA的3´侧移动相当于一个密码 的距离，同时使肽酰基tRNA从A位移到P位。
氨基酰tRNA合成酶催化的反应
第一步：活化反应
氨基酸 ＋ATP-E → 氨基酰-AMP-E ＋ PPi
第二步：连接反应
氨基酰-AMP-E ＋
tRNA
↓
氨基酰-tRNA ＋
有高度特 异性。
密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖 先。
4. 方向性（direction）：
• 指阅读mRNA模板上的三联体密码时， 只能沿5’→3’方向进行。
5. 摆动性（wobble）：
转运氨基酸的tRNA的反密码需要通过碱基互补与 mRNA上的遗传密码反平行配对结合，但反密码与 密码之间常常不严格遵守碱基配对规律，称为摆
阶段。
一、多肽链合成的起始阶段
（一）原核生物翻译起始复合物形成
• 包括以下几个步骤：
➢核蛋白体大小亚基分离；
➢mRNA在小亚基定位结合；
➢起始氨基酰-tRNA的结合；
➢核蛋白体大亚基结合。
1. 核蛋白体大、小亚基分离： IF-1和IF-3与小亚基结合，促进核蛋白体大、小亚
基拆离，为新一轮合成作准备。
• 成肽是由转肽酶（transpeptidase）催化的 肽键形成过程。
• 在转肽酶的催化下，将P位上的tRNA所携带 的甲酰蛋氨酰基或肽酰基转移到A位上的氨 基酰tRNA上，与其-氨基缩合形成肽键。
• 此步骤需Mg2+，K+。
成肽反应过程
3. 转位（translocation）：
• 延长因子EF-G有转位酶（translocase）活性，可 促进核蛋白体向mRNA的3´侧移动相当于一个密码 的距离，同时使肽酰基tRNA从A位移到P位。
氨基酰tRNA合成酶催化的反应
第一步：活化反应
氨基酸 ＋ATP-E → 氨基酰-AMP-E ＋ PPi
第二步：连接反应
氨基酰-AMP-E ＋
tRNA
↓
氨基酰-tRNA ＋
有高度特 异性。
新版人教版高中生物基因指导蛋白质的合成 (共20张PPT)学习演示PPT课件
遗传信息、密码子、反密码子比较
DNA
mRNA
含义
脱氧核苷酸（碱
基对）的排列顺 序(4n种----n等于有
遗传效应的DNA分子 片段上碱基的对数）
mRNA中三个 连续碱基
（43=64种）
tRNA
tRNA上与密码 子互补配对的 碱基 （61种）
直接决定mRNA中 碱基排列顺序，间 接决定氨基酸的排 列顺序
种反密码子，但是一种反密码子只能对应
种氨基酸。
逆转录酶在基因工程中可用于合成目的基因。
3、生物的性状还受环境条件的影响，即生物的性状是基因和环境
条件共同作用的结果
下图为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述正确的是(不定项选）( ACF)
A．图中②过程发生在细胞质中的核糖体上 B．镰刀型细胞贫血症致病的根本原因是血红蛋白分子结构的改变 C．人体衰老引起白发的主要原因是图中的酪氨酸酶的活性下降 D．血红蛋白属于一种分泌蛋白，其合成除了与上图①②过程有关 ，还与高尔基
体和内质网的加工运输有关 E．基因1和基因2不可能同时出现于人体的同一个细胞中 F．①过程需要RNA聚合酶催化， ②过程需要tRNA协助 G. ③④过程的结果存在差异的根本原因是血红蛋白结构的不同 H．过程①②④表明基因通过控制蛋白质的结构控制生物所有的性状 • ①过程是以DNA的两条链为模板，四种核苷酸为原料合成 J. ②过程只需要mRNA 、氨基酸、核糖体、酶、ATP即可完成
主要在细胞核（其次线粒体、叶绿体）
一个 mRNA 上结合多 个核糖体，顺次合成多 条相同的多肽链
（子碱4）基图中配DN对A片段由50。A0对-碱T基、组(DT成N，-AAA+-、DT占NC碱A-基)G总、数的G34-%C，该ACD-NUA片(、D段N复TA制-2-AR次、，N共AC需)-游G离、的胞G嘧-啶AG脱--(氧UCR核、N苷AU酸--R分AN、AC) -G、
高中生物奥赛蛋白质的合成(共204张PPT)
ECNU
蛋白质的生物合成
1
2
ECNU
本章内容 遗传密码 核糖体（rRNA）
tRNA的功能
蛋白质生物合成的机制 真核生物与原核生物蛋白质合成的差异
3
ECNU
蛋白质生物合成：是指mRNA分子上4种核苷酸 的遗传信息，变成蛋白质多肽链的20种氨基酸 排列顺序的过程，类似一种语言翻译成另一种 语言时的情形，所以也称为翻译。
催化aa与相应tRNA发生酯化反应。 1. 高度专一识别特定的aa和与此aa对应的tRNA， 从而保证了pr合成的忠实性。 氨酰-tRNA：氨基酸和tRNA的结合形成的氨酰tRNA，是蛋白质合成的直接底物。
aa-tRNA合成酶
51
ECNU
2、氨酰-tRNA的合成过程：
在细胞质中完成，分两步 ：
含有大量的茎环 结构
29
ECNU
核糖体的主要功能定位
1. A部位—氨酰tRNA结合部位，也称为受体 部位； 2. P部位—肽酰tRNA结合部位； 3. E部位—空载tRNA临时结合的部位； 4. 肽酰转移酶活性部位——催化肽键形成的 部位； 5. mRNA结合部位； 6. 多肽链离开通道——正在延伸的多肽链离 开核糖体的通道； 7. 一些可溶性蛋白质因子（起始因子、延伸 因子和终止因子）的结合部位。
1）活化(对氨基酸的识别)：需2个高能磷酸键， 形成aa-AMP-E 复合物，需Mg2+,Mn2+ ； 2）转移(对tRNA的识别) ： aa从aa-AMP-E 转移到相应的tRNA上。
52
ECNU
53
39
ECNU
54
ECNU
两类aaRS
第一是单体酶，含有一个平行β-折叠核心和由两 段同源的氨基酸一致序列HIGH和KMSKS组成的 Rossman折叠，该结构模体参与ATP的结合和酶 的催化。 此类 aaRS识别的tRNA个性通常包括反密码子环 内的核苷酸残基和受体茎，一般在受体茎小沟一 侧与tRNA结合，紧握反密码子环，将tRNA接受 氨基酸的一端置于活性中心，最后总是先将氨基 酸转移到tRNA 3′端腺苷酸的2′-OH上，然后再通 过转酯反应转移到3′-OH 。由此类酶催化的氨基 酸有Arg、Cys、Gln、Glu、Ile、Leu、Met、Trp 、Tyr和Val。
蛋白质的生物合成
1
2
ECNU
本章内容 遗传密码 核糖体（rRNA）
tRNA的功能
蛋白质生物合成的机制 真核生物与原核生物蛋白质合成的差异
3
ECNU
蛋白质生物合成：是指mRNA分子上4种核苷酸 的遗传信息，变成蛋白质多肽链的20种氨基酸 排列顺序的过程，类似一种语言翻译成另一种 语言时的情形，所以也称为翻译。
催化aa与相应tRNA发生酯化反应。 1. 高度专一识别特定的aa和与此aa对应的tRNA， 从而保证了pr合成的忠实性。 氨酰-tRNA：氨基酸和tRNA的结合形成的氨酰tRNA，是蛋白质合成的直接底物。
aa-tRNA合成酶
51
ECNU
2、氨酰-tRNA的合成过程：
在细胞质中完成，分两步 ：
含有大量的茎环 结构
29
ECNU
核糖体的主要功能定位
1. A部位—氨酰tRNA结合部位，也称为受体 部位； 2. P部位—肽酰tRNA结合部位； 3. E部位—空载tRNA临时结合的部位； 4. 肽酰转移酶活性部位——催化肽键形成的 部位； 5. mRNA结合部位； 6. 多肽链离开通道——正在延伸的多肽链离 开核糖体的通道； 7. 一些可溶性蛋白质因子（起始因子、延伸 因子和终止因子）的结合部位。
1）活化(对氨基酸的识别)：需2个高能磷酸键， 形成aa-AMP-E 复合物，需Mg2+,Mn2+ ； 2）转移(对tRNA的识别) ： aa从aa-AMP-E 转移到相应的tRNA上。
52
ECNU
53
39
ECNU
54
ECNU
两类aaRS
第一是单体酶，含有一个平行β-折叠核心和由两 段同源的氨基酸一致序列HIGH和KMSKS组成的 Rossman折叠，该结构模体参与ATP的结合和酶 的催化。 此类 aaRS识别的tRNA个性通常包括反密码子环 内的核苷酸残基和受体茎，一般在受体茎小沟一 侧与tRNA结合，紧握反密码子环，将tRNA接受 氨基酸的一端置于活性中心，最后总是先将氨基 酸转移到tRNA 3′端腺苷酸的2′-OH上，然后再通 过转酯反应转移到3′-OH 。由此类酶催化的氨基 酸有Arg、Cys、Gln、Glu、Ile、Leu、Met、Trp 、Tyr和Val。
蛋白质的生物合成(共106张PPT)
现 )和真菌中发现UAG可能是编码第22种氨基酸 pyrrolysine(吡咯赖氨酸)的密码子。
遗传密码动画
2022/9/17
12
遗传密码的特点
1.方向性(direction) 翻译时的阅读方向只能是5→3，即读
码从mRNA的起始密码子AUG开始，按 5→3的方向逐一阅读，直至终止密码子。
2022/9/17
为遗传密码(也称密码子)。 mRNA在核糖体小亚基就位；
-Ser-Lys-Leu-（PST序列） 顺反子(cistron)：遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为顺反子。 氨基酰-tRNA合成酶
• 开放阅读框架(open reading frame,ORF)：从 开放阅读框区(open reading frame, ORF)
AMP-E或氨基酰-tRNA的酯键水解,再换上与密码子相对应
的氨基酸。
• 氨基酰-tRNA的表示方法：
• Ala-tRNAAla、Ser-tRNASer、Met-tRNAMet
氨基酸的活化形式：氨基酰－tRNA 氨基酸的活化部位：α－羧基 氨基酸与tRNA连接方式：酯键 氨基酸活化耗能：2个~P
2022/9/17
23
核糖体的组成
核蛋
原核生物
真核生物
白体 蛋白质 S值 rRNA 蛋白质 S值 rRNA
小亚基 21种 30S 16S 33种 40S 18S
大亚基 36种 50S 23S 5S
49种
28S 60S 5.8S
5S
核蛋白体
70S
80S
2022/9/17
24
30S小亚基：有mRNA结合位点 50S大亚基： E位：排出位（Exit site）
• 氨基酰-tRNA合成酶：存在于胞液中，催化氨基酸的 活化。
遗传密码动画
2022/9/17
12
遗传密码的特点
1.方向性(direction) 翻译时的阅读方向只能是5→3，即读
码从mRNA的起始密码子AUG开始，按 5→3的方向逐一阅读，直至终止密码子。
2022/9/17
为遗传密码(也称密码子)。 mRNA在核糖体小亚基就位；
-Ser-Lys-Leu-（PST序列） 顺反子(cistron)：遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为顺反子。 氨基酰-tRNA合成酶
• 开放阅读框架(open reading frame,ORF)：从 开放阅读框区(open reading frame, ORF)
AMP-E或氨基酰-tRNA的酯键水解,再换上与密码子相对应
的氨基酸。
• 氨基酰-tRNA的表示方法：
• Ala-tRNAAla、Ser-tRNASer、Met-tRNAMet
氨基酸的活化形式：氨基酰－tRNA 氨基酸的活化部位：α－羧基 氨基酸与tRNA连接方式：酯键 氨基酸活化耗能：2个~P
2022/9/17
23
核糖体的组成
核蛋
原核生物
真核生物
白体 蛋白质 S值 rRNA 蛋白质 S值 rRNA
小亚基 21种 30S 16S 33种 40S 18S
大亚基 36种 50S 23S 5S
49种
28S 60S 5.8S
5S
核蛋白体
70S
80S
2022/9/17
24
30S小亚基：有mRNA结合位点 50S大亚基： E位：排出位（Exit site）
• 氨基酰-tRNA合成酶：存在于胞液中，催化氨基酸的 活化。
第11章 蛋白质的生物合成(共96张PPT)
携带Met的tRNA有两种：
甲硫氨酸tRNAm：tRNAmMet 甲酰甲硫氨酸tRNAf：tRNAfMet
甲酰FH4
蛋白质生物合成：
原核细胞以fMet- tRNAf为起点； 真核细胞以Met- tRNAm为起点
甲酰基转移酶
甲酰甲硫 氨酰tRNAf
（2）起始
1 核糖体大小亚基分离 2 mRNA在核糖体小亚基定位结合 3 起始氨基酰-tRNA与起始密码子结合 4 核糖体大亚基结合，形成70S起始复合物
内含肽与外显肽基因进行同步转录和翻译，当翻译形成蛋白质前体 后，内含肽具有自我催化功能，可从蛋白质中自体切除，形成成熟 的具有活性的蛋白。
内含肽剪接是自我催化，机制不详。
2．二硫键的形成
mRNA中没有胱氨酸的密码子，而不少蛋白质都含有二硫 键，这是蛋白质合成后通过两个半胱氨酸的氧化作用生成的。
核糖体亚基
rRNAs
蛋白
RNA的特异顺序和功能
细菌
70S 50S 23S=2904b 31种(L1-L31）含CGAAC和GTψCG互补
2.5×106D
5S=120b
66%RNA 30S 16S=1542b 21种(S1-S21) 16SRNA(CCUCCU)和S-D
顺序(AGGAGG)互补
哺乳动物
一级结构的核苷酸序列。 含量少，占总RNA的5%，容易降解。
开放阅读框
与蛋白质合成的正确起始有关。 避免mRNA被核酸酶降解，增强其稳定性。
遗传密码子（genetic codon）
mRNA分子中，从5’-3’ 每三个相邻的核苷酸组成的三联体，代表某个氨基酸或 其它信息，称为遗传密码子，也称三联体密码子。
U G AC
2. tRNA的功能
《基因指导蛋白质的合成》基因的表达PPT课件
整合到宿主染色体中
03中心法则的发展
3.1982年，科学家发现疯牛病使一种结构异常的蛋白质在脑细胞内大量“增殖”引起 的。这种因错误折叠而形成的结构异常的蛋白质，可能促使与其具有相同氨基酸序列 的蛋白质发生同样的折叠错误，从而导致大量结构异常的蛋白质的形成。
2019年1月，Nature Communications杂志在线发表了生命科学学 院分子病毒学实验室题为“A viral expression factor behaves as a prion”的研究论文。2016届硕士研究生南昊为该论文第一作者，许晓 东副教授为通讯作者，陈红英教授和英国肯特大学Mick Tuite教授为共 同作者。
（8）遗传信息的传递方向：DNA
mRNA
DNA复制与转录比较
DNA复制与转录比较
时间 场所 解旋 模板 原料 酶 能量 碱基配对 产物 （新链）方向
复制
转录
细胞分裂间期
生物生长发育过程中，可多次发生
细胞核（主要）
细胞核（主要）
Байду номын сангаас
完全解旋
只解有遗传效应的片段
DNA的两条链
只有DNA的一条链
四种脱氧核苷酸
mRNA种决定一个 氨基酸的三个相邻碱基
tRNA中与mRNA密码子互相 配对的三个碱基
共64种，其中3种为终止密码子 61种
直接决定蛋白质中的氨基酸序 识别密码子，转运氨基酸 列
02遗传信息的翻译的过程
①mRNA进入细胞质与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA通过与起始密码子AUG互补配对， 进入第一个结合位点。 ②携带另一个氨基酸的tRNA以同样的方式，进入第二个位点。 ③甲硫氨酸与该氨基酸形成肽键，转移到占据第二个位点的tRNA上。 ④核糖体读取下一个密码子，原占据第一个位点的tRNA离开核糖体，占据第二个位点tRNA 进入第一位点，一个新的携带氨基酸的tRNA进入第二个位点继续肽链合成，直到核糖体读取 到mRNA的终止密码。
03中心法则的发展
3.1982年，科学家发现疯牛病使一种结构异常的蛋白质在脑细胞内大量“增殖”引起 的。这种因错误折叠而形成的结构异常的蛋白质，可能促使与其具有相同氨基酸序列 的蛋白质发生同样的折叠错误，从而导致大量结构异常的蛋白质的形成。
2019年1月，Nature Communications杂志在线发表了生命科学学 院分子病毒学实验室题为“A viral expression factor behaves as a prion”的研究论文。2016届硕士研究生南昊为该论文第一作者，许晓 东副教授为通讯作者，陈红英教授和英国肯特大学Mick Tuite教授为共 同作者。
（8）遗传信息的传递方向：DNA
mRNA
DNA复制与转录比较
DNA复制与转录比较
时间 场所 解旋 模板 原料 酶 能量 碱基配对 产物 （新链）方向
复制
转录
细胞分裂间期
生物生长发育过程中，可多次发生
细胞核（主要）
细胞核（主要）
Байду номын сангаас
完全解旋
只解有遗传效应的片段
DNA的两条链
只有DNA的一条链
四种脱氧核苷酸
mRNA种决定一个 氨基酸的三个相邻碱基
tRNA中与mRNA密码子互相 配对的三个碱基
共64种，其中3种为终止密码子 61种
直接决定蛋白质中的氨基酸序 识别密码子，转运氨基酸 列
02遗传信息的翻译的过程
①mRNA进入细胞质与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA通过与起始密码子AUG互补配对， 进入第一个结合位点。 ②携带另一个氨基酸的tRNA以同样的方式，进入第二个位点。 ③甲硫氨酸与该氨基酸形成肽键，转移到占据第二个位点的tRNA上。 ④核糖体读取下一个密码子，原占据第一个位点的tRNA离开核糖体，占据第二个位点tRNA 进入第一位点，一个新的携带氨基酸的tRNA进入第二个位点继续肽链合成，直到核糖体读取 到mRNA的终止密码。
蛋白质 ppt课件
蛋白质缺乏症
蛋白质缺乏症是指由 于蛋白质摄入不足或 吸收障碍导致的营养 缺乏病。
在儿童中，蛋白质缺 乏症还可能导致生长 发育迟缓、智力发育 不良等。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
症状包括体重减轻、 肌肉萎缩、贫血、免 疫力下降等。
蛋白质过量的危害
01
02
03
04
虽然蛋白质是人体必需的营养 素，但摄入过多也会对健康造
成负面影响。
蛋白质的分类
根据结构
可分为简单蛋白质和结合蛋白质。
根据功能
可分为酶、激素、抗体、载体、血红蛋白等。
蛋白质的结构与功能
结构
蛋白质的结构可分为一级、二级、三级和四级结构。一级结构是指蛋白质中氨基酸的排列顺序；二级 结构是指蛋白质中局部主链的构象；三级结构是指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置；四级 结构是指蛋白质分子中各个亚基的空间排布及相互作用。
蛋白质 PPT 课件
目录
CONTENTS
• 蛋白质简介 • 蛋白质的合成与分解 • 蛋白质与疾病 • 蛋白质在生物体内的应用 • 蛋白质研究的前沿与展望
01 蛋白质简介
定义与组成
定义
蛋白质是由氨基酸组成的大分子 有机化合物，是构成细胞和组织 的主要物质之一。
组成
蛋白质由20种不同的氨基酸通过 肽键连接而成，其分子量通常在 10,000道尔顿以上。
高蛋白饮食可能导致肾脏负担 加重，引发肾脏疾病。
过量的蛋白质在体内代谢过程 中会产生大量的氨和尿素，增 加肝脏负担，并可能导致肝病
。
此外，高蛋白饮食还可能引发 肥胖、心血管疾病等健康问题
。
04 蛋白质在生物体内的应用
蛋白质在食品工业中的应用
蛋白质作为食品添加剂
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原核细胞70S核糖体的A位、P位及 mRNA结合部位示意图
P 位（结
合或接受肽 基的部位）
A位（结合或
50S
接受AA- tRNA 的部位）
5
3
mRNA
30S
与mRNA结合部位
anticodon
一个 核糖体中占有2个tRNA和40bp长的mRNA
Codon 密码子
4、辅助性蛋白
在蛋白质的合成体系中，除了mRNA、 tRNA、rRNA和核糖体外，还需要一系 列辅助因子，这些因子都是蛋白质。
多种蛋白质结合而成的一种大的核糖核蛋 白颗粒，蛋白质肽键的合成就是在这种核 糖体上进行的。
两类核蛋白体: 结合型：位于粗面内质网，合成分泌蛋白（含信号肽）. 游离型：游离于胞质中,参与细胞固有蛋白的合成
核蛋白体
（1）组成：蛋白质＋r RNA 真核生物核蛋白体（40S+60S=80S） 原核生物核蛋白体（30S+50S=70S） （ 2）功能区 mRNA结合部位：位于小亚基，序列特异识别 受位（A位）：位于大、小亚基结合处，结合AAtRNA； 给位（P位）：主要位于大亚基，结合肽酰tRNA和起始Met-tRNA，肽基转移部位； 转肽酶中心、GTP：位于大亚基，形成肽键的部 位。
34 protein
5S rRNA 50 S 大 亚 基
有一段能与tRNA Met序列 互补的片段
23S rRNA
23S rRNA靠近5‘端有一段12个核苷酸的序列与 5S rRNA上的序列互补。
核蛋白体（原核生物）
34种蛋白质 21种蛋白质 50
多肽链
30
核蛋白体（原核生物）
多核糖体：一个mRNA分子与一定数目的 单个核糖体结合形成念珠状，每个核糖体 可以独立完成一条肽链合成。
蛋白质合成要消耗大量能量，约占全部生物合成反 应总耗能量的90%（由ATP、GTP提供）。
原核生物和真核生物的合成机制相似。
遗 传 信 息 流 动 示 意 图
DNA
原核生物:细菌 中mRNA转录翻 译降解同时进 行。
0分钟，转录开始；
0.5分钟，核糖体 开始翻译；
mRNA
1.5分钟，5’端 mRNA开始降解；
呤的序列互补，在mRNA分子与小亚基结合时充当主要“接待者”。
大肠杆菌5S、16S、23S rRNA分别含有120、1542、
2904个核苷酸。
一个区域含有保守序列CGAAC， 功能：与tRNA分子T ¢C 环上的GT ¢CG序列相互 作用的部位 另一个区域含有保守序列GCGCCGAAUGGUAGU， 与 23SrRNA中一段序列互补， 功能： 5S rRNA与50S核糖体大亚基相互作用的位点。
真核和原核细胞参与翻译的蛋白质因子
阶段 原核
IF1 IF2 eIF2 参与起始复合物的形成
真核
功
能
IF3
起始 因子
eIF3、eIF4C
CBP I eIF4A B F 与mRNA帽子结合 参与寻找第一个AUG
eIF5
eIF6 EF-Tu eEF1
协助eIF2 、 eIF3、eIF4C的释放
协助60S亚基从无活性的核糖体上解离 协助氨酰-tRNA进入核糖体
（NA (messenger RNA)是蛋白质生物合成过程中
直接指令氨基酸掺入的模板，是遗传信息的载体。。
原核生物和真核生物mRNA的比较
每个mRNA分子带有多于一条多肽链的遗传信息
（1）遗传密码（genetic code）
遗传密码： DNA（或mRNA）中的核苷酸序列与蛋 白质中氨基酸序列之间的对应关系称为遗传密码。
IF3协助30S亚基通过其16SrRNA的3‘端与mRNA起始密码子 的5’端的碱基配对结合;
密码子（codon）：mRNA上每3个相邻的核苷酸编码 蛋白质多肽链中的一个氨基酸，这三个核苷酸就称为 一个密码子或三联体密码。
P295
（2）遗传密码的特点
通用性：对所有生物都适用，部分生物的线粒体、叶绿体
密码子除外；
方向性：5ˊ端→3ˊ端；UAU、UAC酪氨酸、CAU组氨酸 连续性：密码子与密码子之间是没有间隔的，阅读 密码子时从一个特定的起点一直读下去，中间不能留 空，碱基的插入或缺失可导致移码。 不重叠性：密码是无标点符号的且相邻密码子互不 重叠；。 起始密码：5ˊ端第一个AUG表示起动信号，并代表
核糖体的组成
5S rRNA 23S rRNA
L1 L2 L3 L32
32 proteins of large subunit (L1 ~ L32)
50S subunit
S1 S2 S3 S21
16S rRNA
Prokaryotic
21 proteins of small subunit (S1 ~ S21)
30S subunit
70S prokaryotic ribosome
5S rRNA 5.8S rRNA
L1
L2
L3
L50
28S rRNA
S1
50 proteins of large subunit (L1 ~ L50) 60S subunit
S2 S3 S33
18S rRNA
Eukaryotic
33 proteins of small subunit (S1 ~ S33)
40S subunit
80S eukaryotic ribosome
核蛋白体
P位
小亚基负责特异序列识别，起始部分识别、密码子与反密码子的相互作用等， mRNA结合位点在小亚基上；
大亚基负责氨基酸及携带等，功能：肽键的形成、
AA-tRNA 与肽基–tRNA结合等。A、P转肽酶中心主要在大亚基上。
核 蛋 白 体
第六节
蛋白质的生物合成
复制
DNA
转录 逆转录 RNA 蛋白质
翻译
复制
生物的遗传信息以密码的形式储存在 DNA分子上，表现 为特定的核苷酸排列顺序 。在细胞分裂的过程中，通过 DNA 复制把亲代细胞所含的遗传信息忠实地传递给两个子 代细胞。在子代细胞的生长发育过程中，这些遗传信息通过 转录传递给 RNA，再由 RNA 通过翻译转变成相应的蛋白质
可能的序列： 5‘AUG UUA CGU AAU GCU GUC GAA UCU AUU UUU ACA 起始密码？
5‘AUG UUA CGU AAU GCU GUC GAA UCU AUU UUU ACA UAA 3’
原则： 在mRNA的序列中位于上游的潜在 的起始位点（如AUG）决定着阅读的框架
tRNA与氨基酸 结合位点
反密码环
反密码子位点
二级结构：五臂四环三叶草型
搬运工具—tRNA
T-CG与核糖体 结合位点
实验表明， tRNA必须具备倒“L”型的三级结构才具 有携带氨基酰的功能
搬运工具—tRNA
适配器
3、多肽链的"装配机"——核蛋白体
核糖体是由rRNA（ribosomal ribonucleic asid）和
核糖体
tRNA
2.0分钟，RNA聚 合酶在3’端终止; 3.0分钟，mRNA 继续降解，核糖体 完成翻译。
37OCmRNA转录速度45bp/s,蛋白质 15aa/s,转录和翻译 5000bp mRNA相当于 180KDa的蛋白质,整个过程需要2分钟.
真核生物
动物细胞中转录速度同细菌,45个核苷酸/秒,真 核生物很多基因很大,转录一个10000bp基因需 5分钟,mRNA半衰期4-24小时. 真核生物mRNA平均长度1500bp
1分钟内, 转录起始,5’端被修饰; 6分钟, 3’端被切割释放; 20分钟, 3’端加poly(A); 25分钟, mRNA被转运到细胞质; >4小时, 核糖体翻译mRNA
一、 蛋白质的生物合成体系
原料：20种氨基酸
模板：mRNA（信使核糖核酸） 场所：核蛋白体 氨基酸的“搬运工具”：tRNA 酶与蛋白质因子：启动、延长、终止因子 能量：ATP、GTP 无机离子
多肽链上的氨基酸排列顺序， 由蛋白质执行各种各
样的生物学功能，使后代表现出与亲代相似 的遗传特征。
后来人们又发现，在宿主细胞中一些 RNA病毒能以自己 的RNA为模板复制出新的病毒RNA，还有一些 RNA病毒能 以其 RNA 为模板合成 DNA，称为逆转录这是中心法则的补 充。
翻译 translation
（原 核生 物）
与16SrRNA配对部位
与起始tRNA配对的部位
一些细菌和病毒mRNA5’端的富含嘌呤碱基的SD核苷酸序列
R17噬菌体A蛋白
16SrRNA结构保守，全部压缩在30S小亚基内，与小亚基中蛋白质结合成为小 亚基的主要成分。
16SrRNA 3‘端一段ACCUCCUUA，与mRNA 5’端翻译起始区富含嘌 在16SrRNA临近3‘端处还有一段与23SrRNA互补的序列，在30S与50S亚基的 P301 结合中起作用。
延长 EF-Ts
因子 EF-G RF-1
eEF1
eEF2
帮助EF-Tu 、 eEF1周转
移位因子
终止
因子 RF-2
eRF
释放完整的肽链
P303
IF(initiation factor)作为起始因子,为非核糖体蛋白质,这 些因子不同于核糖体蛋白质,它们仅是临时性地与核 糖体发生作用参与蛋白质的起始,之后从核糖体复合 物上解离下来,而核糖体蛋白质则一直结合在同一核 糖体上.
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。