《第十二章蛋白质生物合成一翻译》教学辅导(精)
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生物的蛋白质合成与翻译蛋白质是生物体内最重要的有机物之一,在细胞的生命活动中发挥着重要的作用。
蛋白质的合成过程包括两个主要的步骤:转录和翻译。
本文将详细介绍生物的蛋白质合成与翻译的过程,以及相关的调控机制。
一、蛋白质合成的转录蛋白质合成的第一步是转录,即将DNA上的遗传信息转录成RNA分子。
转录是在细胞核内进行的,通过RNA聚合酶与DNA模板链结合,合成mRNA(信使RNA)。
转录过程分为启动、延伸和终止三个阶段。
1. 启动转录的启动是由转录因子与启动子序列的结合引发的。
转录因子与DNA结合后,使RNA聚合酶定位于启动子上,准备进行下一步的延伸。
2. 延伸转录的延伸阶段是RNA聚合酶在DNA模板链上进行链合反应的过程。
RNA聚合酶依据DNA模板链的碱基序列合成互补的mRNA链,其中腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(U)相互配对,鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)相互配对。
3. 终止转录的终止是在到达终止序列时,mRNA链与DNA模板链解离,同时RNA聚合酶释放出来,完成对该段DNA的转录。
二、蛋白质合成的翻译翻译是指将mRNA上的遗传信息转化为蛋白质的过程,主要发生在细胞的核糖体中。
翻译过程涉及到mRNA、tRNA、核糖体等多个因素的参与。
1. 起始子翻译的起始子是由mRNA上的AUG密码子(编码蛋氨酸)和特定的起始tRNA(Met-tRNA)一起组成的。
起始tRNA含有特定的氨基酸蛋氨酸(Met)。
2. 终止子翻译的终止子是由mRNA上的终止密码子(UAA、UAG、UGA)组成。
不同的终止密码子会引发终止蛋白合成的信号。
3. tRNA的识别与配对tRNA通过其上的抗密码子与mRNA上的密码子进行识别与配对,从而将适当的氨基酸带入核糖体上。
4. 多肽链的延伸核糖体上的rRNA会将适当的tRNA带入核糖体的A位(接纳位),tRNA与mRNA上的密码子进行互补配对。
核糖体上的rRNA还具有脱氨酶活性,使tRNA上的氨基酸与并入的氨基酸发生肽键连接。
第十二章蛋白质的生物合成(翻译)【目的要求】1.掌握遗传密码的特点,核蛋白体循环。
2.熟悉蛋白质生物合成体系,氨基酸的活化,蛋白质生物合成的能量消耗。
3.了解蛋白质合成后的加工和输送,蛋白质生物合成的干扰和抑制。
【教学内容】第一节蛋白质生物合成体系1.翻译模板mRNA及遗传密码:多顺反子、单顺反子,遗传密码的概念、种类、特点(连续性、简并性、摆动性、通用性)。
2.核蛋白体是多肽链合成的装置。
3.tRNA氨基酸的活化:氨基酰-tRNA合成酶,起始氨基酰-tRNA。
第二节蛋白质生物合成过程1.肽链合成起始:原核翻译起始复合物形成(核蛋白体亚基分离,mR NA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),真核生物翻译起始复合物形成(核蛋白体大小亚基分离,起始氨基酰-tRNA的结合,mRNA在核蛋白体小亚基的准确就位,核蛋白体大亚基结合)。
2.肽链的延长:核蛋白体循环(进位、成肽、转位)。
3.肽链合成的终止:蛋白质生物合成过程中的能量消耗,多聚核蛋白体。
第三节蛋白质合成后加工和输送1.多肽链折叠为天然功能构象的蛋白质:分子伴侣(热休克蛋白,伴侣素),蛋白二硫键异构酶,肽-脯氨酰顺反异构酶。
2.一级结构的修饰:肽链N端的修饰,个别氨基酸的共价修饰,多肽链的水解修饰。
3.空间结构的修饰:亚基聚合,辅基连接,疏水脂链的共价修饰。
4.蛋白质合成后的靶向输送:分泌性蛋白的靶向输送(信号肽,信号肽识别颗粒,SRP对接蛋白),线粒体蛋白的靶向输送,细胞核蛋白的靶向输送(核定位序列)。
第四节蛋白质生物合成的干扰和抑制1.抗生素:四环素族,氯霉素,链霉素,嘌呤霉素,放线菌酮。
2.其他干扰蛋白质合成的物质:毒素(白喉毒素),干扰素。
【教学方法】课堂讲授多媒体【授课学时】4学时。
《第十二章蛋白质生物合成一翻译》教学辅导
一、要求:
掌握蛋白质生物合成的概况:原料、三类RNA在蛋白质生物合成中的作用、遗传密码的概念及其特点。
熟悉蛋白质合成的基本过程:氨基酸的活化与转运、肽链的起始、延长及终止;熟悉核蛋白体循环的概念。
二、重点、难点提示:
蛋白质的生物合成即翻译过程,是以mRNA作为模板、由氨基酸通过肽键结合,形成特定多肽链的过程。
由此,遗传信息从mRNA的核苷酸排列序列传递到蛋白质分子中相应的氨基酸排列序列。
20种a-氨基酸是蛋白质合成的原料。
mRNA、tRNA及rRNA均参与蛋白质合成过程。
此外还需要有关的酶、蛋白质因子、ATP与GTP供能物质以及必要的无机离子,总称为蛋白质合成体系。
mRNA在蛋白质合成中具有重要作用。
mRNA分子中每相邻的三个核苷酸编成一组,在蛋白质合成时,代表某一种氨基酸,称为密码子。
共有64组密码子,其中61组编码氨基酸,还有起始密码子和终止密码子。
密码子具有方向性、不间隔性、通用性等特点。
不同氨基酸所具有的密码子数目不同,每一种氨基酸至少有1组密码子。
tRNA在蛋白质合成中的作用是特异性转运氨基酸,并通过tRNA的反密码子与mRNA的密码子配对结合,使氨基酸准确地在mRNA密码子上“对号入座”,保证了遗传信息的传递。
蛋白质合成的过程包括氨基酸的活化与转运,肽链合成的起始、延长和终止。
后三个过程总称为核蛋白体循环。
在多肽链合成过程中,转肽酶起着重要作用。
蛋白质多肽链的合成是耗能、不可逆的过程,并且有方向性,即由N端向C端延伸。
体内蛋白质合成的速度很快。
多个核蛋白体可以同时利用同一条mRNA,构成多核蛋白体,合成多条相同的多肽链,从而提高合成效率。