第十一章蛋白质的生物合成
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第十一章蛋白质的生物合成习题一、填空题1、核糖体含有的与tRNA有关的3个功能部位是位、位和位。
2、氨基酸与tRNA形成氨酰-tRNA的过程被称为,它由特定的催化,共消耗个ATP,此酶可以通过机制尽可能降低误载的氨酰-tRNA的生成。
3、蛋白质合成时,原核细胞的起始氨基酸为,真核细胞的起始氨基酸是。
4、翻译时阅读mRNA的方向都是从,多肽链延伸的方向是从,正确的氨基酸的掺入取决于之间的相互作用。
5、在原核生物蛋白质过程中,起始密码子AUG定位于核糖体的位点,这个位点也是可结合的位点。
当终止密码子进入核糖体的部位以后,或便识别并结合上去。
二、选择题1、翻译过程中不需要GTP水解的一步是()(A) 翻译的起始(B) 氨酰-tRNA进入A位(C) 转肽反应(D) 移位反应2、与密码子AUG(5′→3′)配对的反密码子是()(A)UGA (B)CAU (C)CGT (D)UAC3、以下最能反映一次翻译循环移位反应结束以后核糖体状态的是()(A)P部位含有肽酰-tRNA,A部位空着(B) P部位含有空载的tRNA,A部位含有肽酰-tRNA(C) P部位含有氨酰-tRNA,A部位含有肽酰-tRNA(D) P部位含有肽酰-tRNA,A部位含有空载的tRNA4、一种抗生素干扰核糖体的移位,那么它对细菌的翻译造成的影响是()(A) 合成出的蛋白质比正常的短(B) 没有(C)合成出的蛋白质大小正常,但没有功能(D)无蛋白质产生5、蛋白质生物合成中多肽的氨基酸排列顺序取决于()(A)相应tRNA的专一性(B)相应氨酰-tRNA合成酶的专一性(C)相应mRNA中核苷酸排列顺序(D)相应tRNA上的反密码子三、判断题1、每种生物都是有自己特有的一套遗传密码。
()2、蛋白质合成所需的能量都由ATP直接供给。
()3、密码子从5'至3'读码,反密码子则从3'至5'读码。
()4、基因表达的终产物都是蛋白质。
第十一章核糖体● 核糖体是细胞质中普遍存在的一种非膜性细胞器,由RNA和蛋白质组成,是细胞内蛋白质合成的场所。
● 多聚核糖体是由多个甚至是几十个核糖体串联在一条mRNA上构成的,能高效的进行肽链的合成。
● 蛋白质合成是以各种氨基酸为原料,mRNA为模板,tRNA 作为“搬运工具”以及核糖体作为“装配机” 合成肽链的过程。
● RNA可能是生命起源中最早的生物大分子。
关键词:核糖体;多聚核糖体;蛋白质合成第二节多聚核糖体与蛋白质的合成核糖体(ribosome)是合成蛋白质的细胞器,其功能是以mRNA为模板,以氨基酸为原料高效且精确地合成蛋白质多肽链。
在真核细胞中,核糖体以多聚核糖体的形式存在能高效的进行肽链的合成。
一、多聚核糖体核糖体往往并不是单个独立地执行功能,而是由多个核糖体串连在一条mRNA 分子上高效地进行肽键的合成。
这种具有特殊功能与形态的核糖体与mRNA的聚合体称为多聚核糖体(polyribosome)。
图11-2-1多聚核糖体二、蛋白质的合成蛋白质合成是以各种氨基酸为原料,mRNA为模板,tRNA 作为“搬运工具”以及核糖体作为“装配机” 合成肽链的过程。
原核细胞蛋白质合成的过程已比较清楚,包括3个阶段:肽链合成的起始,延伸和终止。
在起始之前还要进行氨基酸的活化(一)氨基酸的活化1. 定义氨基酸的活化是指各种参加蛋白质合成的AA与携带它的相应的tRNA结合成氨酰- tRNA的过程。
活化反应在氨酰-tRNA 合成酶的催化下进行。
2.过程活化反应分两步进行:活化:AA-AMP-E复合物的形成转移:氨酰-tRNA形成20种氨基酸中每一种都有各自特异的氨酰-tRNA合成酶。
氨酰-tRNA合成酶具有高度的专一性,它既能识别相应的氨基酸(L-构型),又能识别与此氨基酸相对应的一个或多个tRNA 分子;即使AA识别出现错误,此酶具有水解功能,可以将其水解掉。
这种高度的专一性保证了氨基酸与其特定的tRNA准确匹配,从而使蛋白质的合成具有一定的保真性。
第十一章蛋白质的生物合成11-1 遗传密码(下册 P504,37章)蛋白质是生物主要的功能分子,它参与所有的生命活动过程,并起着主导作用。
蛋白质的合成由核酸所控制,决定蛋白质结构的遗传信息编码在核酸分子中。
遗传密码:编码氨基酸的核苷酸序列,通常指核苷酸三联体决定氨基酸的对应关系。
一一一三联密码:核酸分子中只有四种碱基,要为蛋白质分子20种氨基酸编码。
三个碱基编码64个,又称三联密码。
密码子:mRNA上有三个相邻核苷酸组成一个密码子,代表某种氨基酸、肽链合成的起始或终止信号。
蛋白质翻译:在RNA控制下根据核酸链上每3个核苷酸决定一种氨基酸的规则,合成出具有特定氨基酸顺序的蛋白质过程。
全部64个密码子破译后,编写出的遗传密码字典。
见P511 表37-5。
一一一遗传密码的基本特性一1一密码的基本单位遗传密码按5‘→3‘方向编码,为不重叠、无标点的三联体密码子。
起始密码子兼Met:AUG。
终止密码子:UAA、UAG和UGA。
其余61个密码子对应20种氨基酸。
一2一密码的简并性同一种氨基酸有两个或更多密码子的现象称为密码的简并性。
同一种氨基酸不同密码子称为同义密码子,氨基酸密码子的简并见P512表37-6。
简并可以减少有害突变,对物种稳定有一定作用。
一3一密码的变偶性(摆动性)编码同一个氨基酸的密码子前两位碱基都相同,第三位碱基不同,为变偶性。
即密码简并性往往表现在密码子第三位碱基上,如Gly的密码子为GGU、GGC、和GGA。
一4一密码的通用性和变异性通用性:各种低等和高等生物,包括病毒、细菌及真核生物基本上共用一套遗传密码。
变异性:已知线粒体DNA(mtDNA),还有原核生物支原体等少数生物基因密码有一定变异。
一5一密码的防错系统密码的编排方式使得密码子中一个碱基被置换,其结果常常是编码相同的氨基酸或是为物理化学性质接近的氨基酸取代。
11-2 蛋白质合成及转运下册 P5171、氨基酸是怎样被选择及掺入到多肽链当中去的。
第十一章核酸及蛋白质的生物合成1. DNA的生物合成:以亲代DNA双链为模板按碱基配对原则合成出与亲代链相同的两个DNA双链。
1)半保留复制:DNA复制时以亲代DNA两条链为模板指导合成与其互补的DNA链,在子代DNA 中,一条链来于亲代DNA,另一条链是新合成的。
Cl加入大肠杆菌的培养基中培养12①同位素实验:Meselson 和Stahl将同位素15N标记的15NH4代,使大肠杆菌的DNA都带上15N的标记,然后将该大肠杆菌转入14N的普通培养基中培养后,分离子一代、子二代、子三代、子四代DNA,进行氯化铯密度梯度离心,实验证明DNA的半保留复制。
②意义:表明DNA在代谢上的稳定性,保证亲代的遗传信息稳定地传递给后代。
2)DNA复制的起点和方向:能独立复制的单位叫复制子,每个复制子都含有控制复制起始的起始点。
原核生物的染色体只有一个复制子;真核生物DNA有多个复制子。
双链DNA解开形成两条单链,分别作模板进行复制,此结构为复制叉。
大多数生物的DNA复制是双向、对称的。
3)半不连续复制:DNA复制时,两条链都能作为模板同时合成两条新的互补链,一条连续复制,另一条则不连续。
领头链是不间断延长的,随从链则生成一个个冈崎片段后连接成一条。
①前导链/领头链:两条链均按5’→3’方向合成,一条链3’末端的方向朝复制叉前进的方向,可连续合成;②滞后链/随从链:另一条5’末端朝着复制叉前进的方向,不连续合成。
4)DNA复制的酶系四种脱氧三磷酸核苷酸DNA pol/DDDP催化dNTP聚合到核酸链①5’→3’聚合活性②核酸外切酶活性5)DNA聚合酶:原核生物DNA polⅠ——聚合作用5´→3´外切酶活性:切除引物、切除突变的片段;3’→5’外切酶活性:校对功能。
引物酶:一种特殊的RNA聚合酶;在DNA复制开始时,在5´–端(5´3´方向)合成一小段RNA引物,确定起始部位、引导复制开始。
第十一章蛋白质的生物合成及加工修饰(The Biosynthesis and transport of protein)在不同的蛋白质分子中,氨基酸有着特定的排列顺序,这种特定的排列顺序不是随机的,而是严格按照蛋白质的编码基因中的碱基排列顺序决定的。
基因的遗传信息在转录过程中从DNA转移到mRNA,再由mRNA将这种遗传信息表达为蛋白质中氨基酸顺序的过程叫做翻译。
翻译的过程也就是蛋白质分子生物合成的过程,在此过程中需要200多种生物大分子参加,其中包括核糖体、mRNA、tRNA及多种蛋白质因子。
第一节参与蛋白质生物合成的物质一、合成原料自然界由mRNA编码的氨基酸共有20种,只有这些氨基酸能够作为蛋白质生物合成的直接原料。
某些蛋白质分子还含有羟脯氨酸、羟赖氨酸、γ-羧基谷氨酸等,这些特殊氨基酸是在肽链合成后的加工修饰过程中形成的。
下图给出部分特殊氨基酸分子式:二、mRNA是合成蛋白质的直接模板蛋白质是在胞质中合成的,而编码蛋白质的信息载体DNA 却在细胞核内,所以必定有一种中间物质用来传递DNA 上的信息,实验证明:mRNA 是遗传信息的传递者,是蛋白质生物合成过程中直接指令氨基酸掺入的模板,因此得名信使RNA。
原核细胞中每种mRNA分子常带有多个功能相关蛋白质的编码信息,以一种多顺反子的形式排列,在翻译过程中可同时合成几种蛋白质;而真核细胞中,每种mRNA一般只带有一种蛋白质编码信息,是单顺反子的形式。
mRNA以它分子中的核苷酸排列顺序携带从DNA传递来的遗传信息,作为蛋白质生物合成的直接模板,决定蛋白质分子中的氨基酸排列顺序。
不同的蛋白质有各自不同的mRNA,mRNA除含有编码区外,两端还有非编码区。
非编码区对于mRNA的模板活性是必需的,特别是5'端非编码区在蛋白质合成中被认为是与核糖体结合的部位。
mRNA特点:短命原核:半衰期几秒-几分钟真核:半衰期数小时。
功能是蛋白质合成的模板,多肽链氨基酸排列顺序就取决于mRNA 的核苷酸的排列顺序。
第十一章蛋白质的生物合成一、名词解释126、翻译答案:(translanion)以mRNA为模板,氨酰—tRNA为原料直接供体,在多种蛋白质因子和酶的参与下,在核糖体上将mRNA分子上的核苷酸顺序表达为有特定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
127、密码子答案:(codon)mRNA中碱基顺序与蛋白质中氨基酸顺序的对应关系是通过密码实现的,mRNA中每三个相邻的碱基决定一个氨基酸,这三个相邻的碱基称为一个密码子。
128、密码的简并性答案:(degeneracy)一个氨基酸具有两个以上密码子的现象。
129、同义密码子答案:(synonym codon)为同一种氨基酸编码的各个密码子,称为同义密码子。
130、反密码子答案:(anticodon)指tRNA反密码子环中的三个核苷酸的序列,在蛋白质合成过程中通过碱基配对,识别并结合到mRNA的特殊密码子上.131、多核糖体答案:(polysome)mRNA同时与若干个核糖体结合形成的念珠状结构,称为多核糖体。
二、填空题158、在细菌细胞里,独立于染色体之外的遗传因子叫,它是一个状双链DNA,在基因工程中,它作为。
答案:质粒;环;基因载体159、hnRNA加工过程中,在mRNA上出现并代表蛋白质的DNA序列叫,不在mRNA上出现,不代表蛋白质的DNA序列叫。
答案:外显子;内含子160、蛋白质的生物合成是以mRNA为模板,以为原料直接供体,以为合成场所。
答案:氨酰-tRNA;核糖体161、生物界共有个密码子,其中个为氨基酸编码,起始密码子为,终止密码子为,,。
答案:64;61;AUG;UAA、UAG、UGA162、原核生物的起始tRNA以表示,真核生物的起始tRNA以表示,延伸中的甲硫氨酰tRNA以表示。
答案:tRNA f;tRNAi;tRNAm163、植物细胞中蛋白质生物合成可在,和三种细胞器中进行。
答案:核糖体、线粒体、叶绿体164、原核生物中的释放因子有三种,其中RF—1识别终止密码子,;RF—2识别,;真核中的释放因子只有一种。
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,参与了生物体内的各种生命活动。
蛋白质的合成是一个复杂而精密的过程,需要多种生物分子和酶的协同作用。
本文将介绍蛋白质合成的基本过程,包括转录和翻译两个主要阶段。
一、转录转录是蛋白质合成的第一步,发生在细胞核内。
转录的过程是将DNA上的遗传信息转录成RNA的过程。
具体步骤如下:1.1 RNA聚合酶的结合:在转录开始前,RNA聚合酶会与DNA上的启动子序列结合,形成转录起始复合物。
1.2 DNA的解旋和开放:RNA聚合酶在启动子序列的作用下,使DNA解旋并开放,暴露出一段DNA模板链。
1.3 RNA合成:RNA聚合酶沿着DNA模板链逐一将核苷酸加入RNA链中,根据DNA模板的碱基序列合成RNA链。
RNA链的合成是以5'→3'方向进行的。
1.4 终止:当RNA聚合酶到达终止子序列时,转录终止,RNA链与DNA分子分离,形成初级转录产物。
二、翻译翻译是蛋白质合成的第二步,发生在细胞质中的核糖体上。
翻译的过程是将RNA上的密码子翻译成氨基酸序列的过程。
具体步骤如下:2.1 tRNA的递送:tRNA携带特定的氨基酸,通过抗密码子与mRNA 上的密码子互补配对,将氨基酸递送到核糖体上。
2.2 核糖体的组装:核糖体由大亚基、小亚基和mRNA组成,tRNA 带来的氨基酸在核糖体上进行连接。
2.3 蛋白质合成:核糖体沿着mRNA上的密码子逐个读取,根据密码子对应的氨基酸将氨基酸连接成多肽链。
2.4 终止:当核糖体读取到终止密码子时,翻译终止,核糖体释放合成的多肽链,蛋白质合成完成。
总结:蛋白质合成是一个精细的生物学过程,包括转录和翻译两个主要阶段。
在转录过程中,RNA聚合酶将DNA上的遗传信息转录成RNA;在翻译过程中,核糖体将RNA上的密码子翻译成氨基酸序列,合成蛋白质。
这两个过程密切配合,确保蛋白质的准确合成,从而维持生物体内正常的生命活动。
第十一章蛋白质的生物合成本章教学要求:1、掌握参与蛋白质合成的因素和其在蛋白质合成过程中的作用。
2、掌握原核生物蛋白质合成的过程,熟记参与的酶、各种蛋白质因子和能量的消耗。
3、了解真核生物蛋白质合成的特点。
一、填空:1. 大肠杆菌蛋白质合成时,促进核糖体沿mRNA移动的因子是。
2. 肽链延伸包括、、和四个步骤的重复进行。
3. 肽链的延长反应中,氨酰-tRNA是进入到核糖体的部位。
4. 蛋白质生物合成中有三个终止密码子,是、和。
5. 起始密码子是,它又是编码的密码子。
6. Pr生物合成时,核糖体沿mRNA的方向移动;肽链从端向端延长。
二、单项选择:1. 蛋白质生物合成的部位是:()A.核小体B.线粒体C.细胞核D.核糖体2. 蛋白质生物合成过程中,催化肽键形成的转肽酶存在于下面哪个部位?()A.核糖体大亚基B.核糖体小亚基C.tRNA分子上D.胞液中3. 蛋白质生物合成时,平均每生成一个肽键共消耗多少个高能磷酸键?()A.2B.3C. 4D.54. 大肠杆菌蛋白质生物合成中,下述过程除何者外都涉及GTP(或ATP)?()A.氨酰-tRNA的形成B.氨酰-tRNA进入A部位C.核糖体沿mRNA移动D.肽键的生成5. 大肠杆菌核糖体大亚基的沉降系数是:()A. 30SB. 40SC.50SD.60S6. 核糖体A位点的功能是:()A. 活化氨基酸B. 催化肽键生成C. 从tRNA水解新生肽链D. 接受新进位的氨酰-tRNA7. 原核生物蛋白质生物合成中的起始AA-tRNA是()。
A. Ala-tRNAB. Lys-tRNAC. fMet-tRNAD. Met-tRNA8. 蛋白质生物合成时,氨基酸的活化部位是()。
A. 氨基B. 羧基C. 烷基D. 羟基9. 下面有关密码子的说法哪项是错误的?()A. 一个密码子代表一个氨基酸,因此每种氨基酸只有一个密码子B. mRNA上每三个相邻的碱基组成一个密码子C. AUG 既是甲硫氨酸的密码子又是起始密码子D. 有些密码子不代表任何氨基酸,有终止肽链合成的作用10. 若一个tRNA反密码子的第一位碱基是I时,它可以识别几个密码子?()A. 1B. 2C. 3D. 411. 与mRNA的ACG密码子相对应的tRNA的反密码子是()A. UGCB. CGUC. TGCD. CGT12. 真核生物在蛋白质生物合成中的启动AA-tRNA是:()A.Leu-tRNAB.Ala-tRNAC.fMet-tRNAD. Met-tRNA13. 大肠杆菌蛋白质生物合成过程中使核糖体大小亚基保持分离状态的蛋白质因子是:A. IF1B.IF2C.IF3D.EF1三、判断题:1. 原核生物蛋白质合成中肽链延长所需的能量全部来源于A TP。