原核生物蛋白质合成的过程
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第二节原核生物蛋白质生物合成过程将蛋白质的生物合成过程分为合成起始、肽链延伸和合成终止三个阶段。
由于原核生物的翻译过程研究得比真核生物的清楚,所以以原核生物为例介绍蛍白质的生物合成过程,然后简要介绍真核生物的翻译过程的特点。
除核糖体是蛋白质合成的场所外,还需要各种tRNA分子,酶类,各种可溶性蛋白因子以及mRNA等100多种大分子的共同协作才能完成。
简单的说,蛋白质的生物合成过程是按mRNA I:密码子的排列顺序,肽链从氨基端向梭基端逐渐延伸的过程。
所有的原料氨基酸需要先活化为氨酰基-tRNA才能作为蛋白质合成的前体,并能辨认mRNA上的密码子。
然后经过起始、延伸和终止三个阶段合成-条完整的肽。
一、氨基酸的活化氨基酸必须活化以后才能彼此冋形成肽键而连接起来。
活化的过程是使気基酸的梭基与tRNA 3,-末端核瓣上的2,或3,-OH形成酯键,从而生成氨酰基-tRNA。
氨基酸本身并不能辨认其所对应的密码子,它们必须与各自特异的tRNA结合后才能被带到核糖体中,并通过tRNA 来辨认密码子。
(-)氨基酸的活化催化題基酸活化反应的酶称为気酰基-tRNA合成駒。
第一步是氨基酸与ATP反应生成氨酰基腺昔酸(AA-AMP),其中氨基酸的梭基是以高能键连接于腺昔酸上,同时放出焦磷酸;第二步是氨酰基腺昔酸将氨酰基转给tRNA形成氨醜基-tRNAo两步反应由同一个氨酰基-tRNA合成前催化。
实际上,氨酰基腺甘酸并不与酶分髙,而以非共价键紧紧的结合在酶的活性中心上,宜到与该氨基酸专一的tRNA分子碰撞时为止。
对每个氨基酸来说,至少有一种氨酰基-tRNA 合成酶。
已从大肠杆菌中分离出20多种氨酰基-tRNA合成悔,这些酶的专一性都很高。
在第一步反应中,它们能从20种纵基酸中各自辨认出其特异的tRNA,并将気酰基转移给tRNA 形成氨酰基-tRNA。
氨酰基-tRNA合成酶的这种高度专-•性保证了翻译的准确性。
AA + ATP 気基酰"RNA合成酸 >AA-AMP + PPi (I )AA-AMP + tRNA + ATP 気基酰TRNA°成醵 > AA- tRNA + AMP (2) 反应(1)与反应(2)相加后的总反应为:AA + tRNA + ATP 気酰基"RNA合成酶 >AA-tRNA + AMP + PPi (3)对每个気基酸的活化来说,净消耗的是2个高能磷酸键。
叙述原核生物蛋白质合成的主要过程
原核生物蛋白质合成的主要过程可以分为三个阶段:转录、翻译和后转录修饰。
第一阶段是转录,即将DNA模板转录成RNA。
在原核生物中,这一过程发生在细胞质中。
转录的起始点是DNA上的启动子序列,RNA聚合酶在这个序列上结合并开始合成RNA。
在转录过程中,DNA的双链解旋,RNA聚合酶沿着模板链进行单链合成,合成的RNA链与模板链互补配对,形成RNA链。
转录结束后,RNA链与DNA模板分离,形成成熟的RNA。
第二阶段是翻译,即将RNA翻译成蛋白质。
在原核生物中,这一过程同样发生在细胞质中。
翻译的起始点是RNA上的起始密码子,翻译的终止点是RNA上的终止密码子。
翻译需要使用到核糖体、tRNA和氨基酸。
tRNA与特定的氨基酸结合,形成氨基酸-tRNA复合物,然后这个复合物与核糖体结合,接着核糖体沿着RNA链上移动,同时将氨基酸-tRNA复合物逐个加入正在合成的蛋白质链中。
当核糖体读到终止密码子时,翻译结束,成熟的蛋白质分离出来。
第三阶段是后转录修饰,即对合成的蛋白质进行修饰。
这一过程包括:蛋白质的折叠、修饰、切割和组装等。
在原核生物中,后转录修饰相对简单,但大多数原核生物的蛋白质也需要经过这一过程才能达到最终的功能状态。
因此,原核生物蛋白质合成的主要过程包括转录、翻译和后转录修饰,这些过程
密切相关,缺少任何一个环节都会影响蛋白质的合成和功能。
原核生物蛋白质合成的主要步骤嘿,你有没有想过在微观的原核生物世界里,就像一个小小的工厂一样,它们是怎么制造出对自己生命活动至关重要的蛋白质的呢?这可真是个超级有趣的过程,今天我就来给你好好讲讲。
在原核生物中,蛋白质合成就像是一场精心编排的舞蹈,每个步骤都至关重要。
首先得有蓝图呀,这个蓝图就是基因。
基因就像厨师做菜的菜谱一样,它上面记录着制造蛋白质的所有信息。
不过这基因的信息是藏在DNA里的,DNA就像是一本超级机密的大书,不能直接用来合成蛋白质。
这时候就需要一个小助手来帮忙了,这个小助手就是信使RNA (mRNA)。
我来给你打个比方吧。
你可以把DNA想象成一个超级严厉的老校长,他不会轻易走出办公室(细胞核,原核生物无真正细胞核,但类似功能区域)。
那mRNA呢?就像是校长的小秘书,老校长把自己知道的知识(基因信息)告诉小秘书,小秘书mRNA就可以离开办公室,跑到细胞质这个大车间里去传达指令了。
这个过程叫做转录。
转录的时候呀,酶就像是一个勤劳的抄写员,按照DNA的指令,把信息准确无误地抄写到mRNA上。
“哇,这个酶可真厉害啊!”我的朋友小明感叹道。
“是啊,要是没有它,信息可就传不出去啦。
”我回答道。
好了,mRNA带着制造蛋白质的信息来到了细胞质这个大车间。
但是光有信息还不行啊,还得有原料和工具。
这原料就是氨基酸啦,就像盖房子的砖头一样。
那工具呢?那就是核糖体,核糖体就像一个超级精密的组装机器。
这时候,转运RNA(tRNA)就登场了。
tRNA就像是一个小小的搬运工,它的一头能识别mRNA上的密码子(密码子就像一种特殊的暗号,每个暗号对应一种氨基酸),另一头就带着对应的氨基酸。
我有个朋友小红就问我:“那这些小搬运工怎么知道自己该搬哪个氨基酸呢?”我笑着说:“这就是密码子的神奇之处啦,就像每个快递都有自己的取件码一样,密码子就是氨基酸的取件码,tRNA只要识别了密码子,就能准确地搬运相应的氨基酸。
”当mRNA、核糖体和tRNA都凑到一起的时候,好戏就开始了。
原核生物蛋白质合成的过程
定义
原核生物蛋白质合成是一个包括多个步骤的过程,在这个过程中,核糖体通过使用mRNA作为模板,以RNA核苷酸的形式转录来构建蛋白质链。
一个蛋白质的合成过程通常涉及6个基本步骤:转录(RNA聚合酶合成mRNA);反转录(复制DNA序列为RNA序列);核糖体加载和解码(mRNA绑定到核糖体,并将信息从mRNA解码);转录本的转导(RNA移动到细胞质);多肽连接(多肽基因片段结合成一条连续的蛋白质链);以及最后的翻译(蛋白质从化学信息中被合成)。
第一步:转录
转录是一个以mRNA为模板扩增RNA序列的过程,也称为转录因子识别步骤。
在这一步骤中,感兴趣的基因被核酸复制机制包括RNA聚合蛋白和RNA聚合酶来激活,这个过程被称为转录。
聚合酶向DNA模板发射RNA 核苷酸,根据DNA的基因组成,聚合酶可以复制A、T、C和G序列,从而产生mRNA链。
聚合酶及其反应组分在广泛应用于克隆细胞等方法中经常使用。
第二步:反转录
反转录(RT)可将mRNA转化成完整的DNA,这个过程通常用于将失去其 DNA模板功能,而仅仅存在mRNA的基因重新转录成DNA。
该过程通常由特定的核酸复制酶,如RNA-dependenr DNA polymerase(RDDP)来实现。
反转录过程可以在原核生物中发生,也可以发生在植物和动物细胞中。
原核生物蛋白质合成需要的酶概述及解释说明1. 引言1.1 概述原核生物是一类简单的生物体,包括细菌和古细菌。
蛋白质合成是细胞生活中至关重要的过程之一,因为蛋白质是构建和调节细胞功能的关键分子。
在原核生物中,蛋白质合成发生在一个复杂而协调的环境中,涉及多种不同类型的酶。
1.2 文章结构本文将首先介绍原核生物蛋白质合成的基本过程,包括mRNA合成和处理、tRNA合成和处理以及核糖体合成和组装。
接着,我们将详细探讨参与原核生物蛋白质合成的主要酶及其功能,如RNA聚合酶、tRNA合成酶和修饰酶以及核糖体蛋白质合成酶。
此外,文章还会介绍与蛋白质折叠和修饰有关的其他酶如伴侣蛋白与分子伴侣系统、脱氧去氧核苷三磷酸供应链和氧化修复系统以及翻译后修饰相关的蛋白激酶和磷酸化等。
最后,我们将得出结论,并强调原核生物蛋白质合成中酶的重要性和进一步研究的意义。
1.3 目的本文旨在全面概述和解释原核生物蛋白质合成过程中所需的酶,通过深入了解这些酶的功能和作用机制,有助于我们更好地理解细胞内的生命活动,并为进一步研究提供基础和启示。
同时,该文章还将强调这些酶在维持细胞稳态、适应环境变化以及抵御外界压力等方面的重要性。
2. 原核生物蛋白质合成的基本过程2.1 mRNA合成和处理原核生物蛋白质合成的第一步是合成并处理mRNA分子。
在细胞质中,RNA聚合酶将DNA模板转录为mRNA链。
这个过程被称为转录。
转录开始于mRNA 起始点,通过配对DNA中的碱基与Nitrogenous ribonucleoside triphosphates(NTPs)来形成一个新的RNA链。
转录结束后,mRNA分子需要经过后续处理,如剪接、修饰和poly(A)尾加在其3'端以增加稳定性。
2.2 tRNA合成和处理tRNA(转运RNA)是参与蛋白质合成的重要分子。
tRNA由细胞中存在的tRNA 合成酶通过连接特定氨基酸和特定tRNA序列而生成。
该过程称为tRNA激活或氨酰化。
蛋白质合成的过程蛋白质生物合成的具体步骤包括:①氨基酸的活化;②活化氨基酸的转运;③活化氨基酸在核蛋白体上的缩合。
(一)氨基酸的活化转运氨基酸的活化过程及其活化后与相应tRNA的结合过程,都是由氨基酰tRNA合成酶来催化的,反应方程为:tRNA+氨基酸+ATP〖FY(KN〗氨基酰tRNA合成酶〖FY)〗氨基酰-tRNA+AMP+焦磷酸。
以氨基酰tRNA形式存在的活化氨基酸,即可投入氨基酸缩合成肽的过程。
氨基酰tRNA合成酶存在于胞液中,具有高度特异性。
它们既能识别特异的氨基酸,又能辨认携带该种氨基酸的特异tRNA分子。
在体内,每种氨基酰tRNA合成酶都能从多种氨基酸中选出与其对应的一种,并选出与此氨基酸相应的特异tRNA。
这是保证遗传信息准确翻译的要点之一。
(二)核蛋白体循环tRNA所携带的氨基酸,是通过“核蛋白体循环”在核蛋白体上缩合成肽,完成翻译过程的。
以原核生物中蛋白质合成为例,将核蛋白体循环人为地分为启动、肽链延长和终止三个阶段进行介绍。
1.启动阶段在蛋白质生物合成的启动阶段,核蛋白体的大、小亚基,mRNA与一种具有启动作用的氨基酸tRNA共同构成启动复合体。
这一过程需要一些称为启动因子的蛋白质以及GTP与镁离子的参与。
原核生物中的启动因子有3种,IF1辅助另外两种启动因子IF2、IF3起作用。
启动阶段的具体步骤如下:(1)30S亚基在IF3与IF1的促进下与mRNA的启动部位结合,在IF2的促进与IF1辅助下与甲酰蛋氨酰tRNA以及GTP结合,形成30S启动复合体。
30S启动复合体由30S亚基、mRNA、fMet-tRNAfMet及IF1、IF2、IF3与GTP共同构成。
(2)30S启动复合体一经形成,IF3即行脱落,50S亚基随之与其结合,形成了大、小亚基,mRNA,fMet-tRNAfMet及IF1、IF2与GTP共同构成的70S启动前复合体。
(3)70S启动前复合体的GTP水解释出GDP与无机磷酸的同时,IF2和IF1随之脱落,形成了启动复合体。
原核生物合成蛋白质的过程1. 转录(Transcription)转录是合成蛋白质的第一步。
在转录中,DNA的一部分被复制成RNA,这个过程由RNA聚合酶酶催化。
RNA聚合酶移动到DNA的启动子区域,并开始合成RNA分子,RNA的合成是通过读取DNA的编码序列而进行的。
RNA聚合酶根据DNA模板的信息合成RNA分子的互补链。
2. 剪接(Splicing)在许多原核生物中,合成的RNA分子是在剪接过程中进一步修饰的。
剪接是将原始RNA分子中的内含子部分剪除并将外显子部分连接起来的过程。
这样产生的成熟mRNA分子中只包含编码蛋白质所需的信息。
3. 反义译码(Translation)在细胞的质粒中,mRNA进入细胞质,利用核糖体和tRNA进行翻译。
翻译过程中,tRNA将氨基酸输送到适当的位置,该位置是由mRNA上的密码子确定的。
这个过程由rRNA(核糖体上的RNA)和其他蛋白质组成的核糖体催化。
4. 合成蛋白质(Protein Synthesis)在合成蛋白质的过程中,翻译复合物逐个读取mRNA上的密码子,并根据密码子的信息合成相应的氨基酸链。
这个氨基酸链最终形成蛋白质的主链。
每个氨基酸都通过肽键连接到前一个氨基酸,形成一个多肽链。
当翻译达到终止密码子时,翻译过程停止,多肽链被释放。
5. 后转录修饰(Post-translational Modifications)合成蛋白质后,它们可能需要进一步修饰,以获得其最终功能。
这些修饰可以包括磷酸化,甲基化,脂肪酰化等。
后转录修饰通过各种酶和辅酶进行催化。
总结起来,原核生物合成蛋白质包括转录、剪接、反义译码、合成蛋白质和后转录修饰等步骤。
这些过程是高度协调的,且需要多种分子和酶的参与。
在这个过程中,DNA的基因信息被转录成RNA,并且通过翻译过程合成蛋白质。
在合成过程中,还需要剪接和后转录修饰等步骤来增强蛋白质的功能。
总的来说,原核生物合成蛋白质的过程是一个非常复杂而又精确的生物学过程。
叙述原核生物蛋白质的合成过程原核生物蛋白质的合成过程可以分为三个主要步骤:转录、翻译和修饰。
第一步是转录。
在原核生物中,转录是指通过RNA聚合酶将DNA模板转录成RNA。
这个过程包括以下几个步骤:启动、延伸和终止。
启动是指RNA聚合酶在DNA上找到一个特定的序列,称为启动子,将其作为启动转录的起点。
一旦RNA聚合酶结合到启动子上,它开始聚合核苷酸并合成RNA链。
这个过程包括DNA的两个链分离,并在模板链上与互补的核苷酸进行配对,由聚合酶催化。
延伸是指RNA聚合酶在一条DNA链上持续移动,与DNA进行解链、配对、合成新的RNA链。
这个过程一直持续到聚合酶遇到终止序列,这个序列会指示RNA聚合酶停止合成RNA。
终止是指RNA聚合酶在终止序列处停止合成RNA,并释放已合成的RNA链。
这个过程包括把RNA链从DNA模板上解链,并将RNA聚合酶从DNA上释放。
第二步是翻译。
翻译是指RNA被转录成的mRNA通过核糖体与tRNA配合,合成蛋白质的过程。
这个过程包括三个阶段:启动、延伸和终止。
启动是指mRNA与核糖体结合,形成一个翻译复合体。
翻译复合体会识别起始密码子,这个起始密码子一般是AUG。
延伸是指核糖体在mRNA上移动,将tRNA上的氨基酸与mRNA上的密码子进行匹配,并形成多肽链。
每次核糖体移动一个密码子,就会合成一个新的氨基酸到多肽链上。
终止是指核糖体识别到终止密码子,这个密码子一般是UAA、UAG或UGA。
当核糖体识别到终止密码子时,翻译过程停止,蛋白质合成完成。
第三步是修饰。
修饰是指在蛋白质合成完成后,蛋白质可能会经历一系列的修饰过程,包括剪切、折叠和翻译后修饰。
剪切是指一些蛋白质链可能会被剪断,形成更短的蛋白质。
这个过程可以改变蛋白质的结构和功能。
折叠是指蛋白质的线性序列在空间中折叠成特定的三维结构。
这个过程由一些辅助蛋白质(如分子伴侣)协助完成,确保蛋白质折叠成正确的结构,并保持其功能。
翻译后修饰是指在蛋白质合成后,一些生化反应会改变蛋白质的化学组成或结构。
蛋白质合成的过程蛋白质生物合成的具体步骤包括:①氨基酸的活化;②活化氨基酸的转运;③活化氨基酸在核蛋白体上的缩合。
(一)氨基酸的活化转运氨基酸的活化过程及其活化后与相应tRNA的结合过程,都是由氨基酰tRNA合成酶来催化的,反应方程为:tRNA+氨基酸+ATP〖FY(KN〗氨基酰tRNA合成酶〖FY)〗氨基酰-tRNA+AMP+焦磷酸。
以氨基酰tRNA形式存在的活化氨基酸,即可投入氨基酸缩合成肽的过程。
氨基酰tRNA合成酶存在于胞液中,具有高度特异性。
它们既能识别特异的氨基酸,又能辨认携带该种氨基酸的特异tRNA分子。
在体内,每种氨基酰tRNA合成酶都能从多种氨基酸中选出与其对应的一种,并选出与此氨基酸相应的特异tRNA。
这是保证遗传信息准确翻译的要点之一。
(二)核蛋白体循环tRNA所携带的氨基酸,是通过“核蛋白体循环”在核蛋白体上缩合成肽,完成翻译过程的。
以原核生物中蛋白质合成为例,将核蛋白体循环人为地分为启动、肽链延长和终止三个阶段进行介绍。
1.启动阶段在蛋白质生物合成的启动阶段,核蛋白体的大、小亚基,mRNA与一种具有启动作用的氨基酸tRNA共同构成启动复合体。
这一过程需要一些称为启动因子的蛋白质以及GTP 与镁离子的参与。
原核生物中的启动因子有3种,IF 1辅助另外两种启动因子IF 2、IF 3起作用。
启动阶段的具体步骤如下:(1)30S亚基在IF 3与IF 1的促进下与mRNA的启动部位结合,在IF 2的促进与IF 1辅助下与甲酰蛋氨酰tRNA以及GTP结合,形成30S启动复合体。
30S启动复合体由30S亚基、mRNA、fMet-tRNA fMet IF 1、IF 2、IF 3与GTP共同构成。
(2)30S启动复合体一经形成,IF 3即行脱落,50S亚基随之与其结合,形成了大、小亚基,mRNA,fMet-tRNA fMet IF 1、IF 2与GTP共同构成的70S启动前复合体。
(3)70S启动前复合体的GTP水解释出GDP与无机磷酸的同时,IF 2和IF 1随之脱落,形成了启动复合体。
至此,已为肽链延长作好了准备。
启动复合体由大、小亚基,mRNA与fMet-tRNA fMet已知核蛋白体上有两个位置,分别称为“给位”与“受位”,启动复合体中mRNA的启动信号相对应的fMet-tRNA fMet亦即处于核蛋白体的给位。
2.肽链延长阶段这一阶段,根据mRNA上密码子的要求,新的氨基酸不断相应的被特异的tRNA运至核蛋白体受位,形成肽键。
同时,核蛋白体从mRNA的5′端向3′端不断移位推进翻译过程。
肽链延长阶段需要数种称为延长因子的蛋白质、GTP与某些无机离子的参与。
(1)进位受位上mRNA密码子相对应的氨基酸tRNA进入受位,生成复合体V。
此步骤需要GTP、Mg 2+和称为肽链延长因子EFTu与EFTs的蛋白质因子。
(2)转肽50S亚基的给位有转肽酶的存在,可催化肽键形成。
此时在转肽酶的催化下,将给位上tRNA所携的甲酰蛋氨酰(或肽酰)转移给受位上已特异性进入的氨基酸tRNA,与其所带的氨基酸的氨基结合形成肽键。
此酶需要Mg 2+与K 2+存在。
(3)脱落原在给位上的脱去甲酰蛋氨酰后的tRNA fMet,从复合物上脱落。
(4)移位核蛋白体向mRNA的3′端挪动相当于一个密码子的距离,使下一个密码子准确定位在受位,同时带有肽链的tRNA由受体移至给位,此步需有肽链延长因子EFG、GTP与Mg 2+以后肽链上每增加一个氨基酸残基,就按①进位(新的氨基酸tRNA进入“受位”)②转肽(形成新的肽键)③脱落(转肽后“给位”上的tRNA脱落)④移位(核蛋白体挪动的同时,原处于“受位”带有肽链的tRNA随之转到“给位”)。
3.终止阶段当多肽链合成已完成,并且“受位”上已出现终止信号(UAA),此后即转入终止阶段。
终止阶段包括已合成完毕的肽链被水解释放,以及核蛋白体与tRNA从mRNA上脱落的过程。
这一阶段需要一种起终止作用的蛋白质因子——终止因子的参与。
终止因子使大亚基“给位”的转肽酶不起转肽作用,而起水解作用。
在转肽酶的作用下,“给位”上tRNA所携带的多肽链与tRNA之间的酯键被水解,并从核蛋白体及tRNA上释出。
从mRNA上脱落的核蛋白体,分解为大小两个亚基,重新进入核蛋白体循环。
核蛋白体的解体需要IF 3的参与。
原核生物的蛋白质生物合成氨基酸在核糖体上缩合成多肽链是通过核糖体循环而实现的。
此循环可分为肽链合成的起始(intiation),肽链的延伸(elongation)和肽链合成的终止三个主要过程。
原核细胞的蛋白质合成过程以E.coli细胞为例。
1.肽链合成的起始1.三元复合物的形成。
核糖体30S小亚基附着于mRNA的起始信号部位,该结合反应是由起始因子3(IF3)介导的,另外有Mg2+的参与。
故形成IF3-30S亚基-mRNA三元复合物。
2.30S前起始复合物的形成。
在起始因子2(IF2)的作用下,甲酰蛋氨酸-起始型tRNA(fMet-tRNA Met)与mRNA分子中的起始密码子(AUG或GUG)相结合,即密码子与反密码子相互反应。
同时IF3从三元复合物脱落,形成30S前起始复合物,即IF2-30S亚基-mRNA-fMet-tRNAMef复合物。
此步亦需要fGTP和Mg2+参与。
3.70S起始复合物形成。
50S亚基与上述的30S前起始复合物结合,同时IF2脱落,形成70S起始复合物,即30S亚基-mRNA-50S亚基-fMer-tRNA Met复合物。
此时fMet-tRNA Met 占据着50S亚基的肽酰位(peptidyl site,简称为P位或给位),而50S的氨基酰位(aminoacyl site,简称为A位或受位)暂为空位。
原核细胞蛋白质合成的起始过程氨基酸活化(fMet-tRNAMet形成)2.肽链合成的延长这一过程包括进位、肽键形成、脱落和移位等四个步骤。
肽链合成的延长需两种延长因子(Elongationfactor,简写为EF),分别称为EF-T和EF-G.此外尚需GTP供能加速翻译过程。
1.进位即新的氨基酰-tRNA进入50S大亚基A位,并与mRNA分子上相应的密码子结合.在70S起始复合物的基础上,原来结合在mRNA上的fMet-tRNAMet占据着50S亚基的P位点(当延长步骤循环进行二次以上时,在P位点则为肽酰-tRNA)新进入的氨基酰-tRNA 则结合到大亚基的A位点,并与mRNA上起始密码子随后的第二个密码子结合。
此步需GTP、EF-T及Mg2+的参与。
2.肽键形成在大亚基上肽酰转移酶(见第四章)的催化下,将P位点上的tRNA所携带的甲酰蛋氨酰(或肽酰基)转移给A位上新进入的氨基酰-tRNA的氨基酸上,即由P位上的氨基酸(或肽的3'端氨基酸)提供α-COOH基,与A位上的氨基酸的α-NH2基形成肽链。
此后,在P位点上的tRNA成为无负载的tRNA,而A位上的tRNA负载的是二肽酰基或多肽酰基。
此步需Mg2+及K+的存在。
3.脱落即50S亚基P位上无负载的tRNA(如tRNAMet)脱落。
4.移位指在EF-G和GTP的作用下,核糖体沿mRNA链(5'→3')作相对移动。
每次移动相当于一个密码子的距离,使得下一个密码子能准确的定位于A位点处。
与此同时,原来处于A位点上的二肽酰tRNA转移到P位点上,空出A位点。
随后再依次按上述的进位、肽键形成和脱落步骤进行下一循环,即第三个氨基酰-tRNA进入A位点,然后在肽酰转移酶催化下,P位上的二肽酰tRNA又将此二肽基转移给第三个氨基酰-tRNA,形成三肽酰tRNA。
同时,卸下二肽酰的tRNA又迅速从核糖体脱落。
像这样继续下去,延长过程每重复一次,肽链就延伸一个氨基酸残基。
多次重复,就使肽链不断地延长,直到增长到必要的长度。
通过实验已经证明,mRNA上的信息的阅读是从多核苷酸链的5'端向3'端进行的,而肽链的延伸是从N端开始的。
?3.肽链合成的终止,需终止因子或释放因子(releasing factor简写为RF)参与。
在E.coli中已分离出三种RF:RF1(MW36000),RF2(MW38000和RF3(MW46000)。
其中,只有RF3与GTP(或GDP)能结合。
它们均具有识别mRNA链上终止密码子的作用,使肽链释放,核糖体解聚。
1.多肽链的合成已经完毕,这时,虽然多肽链仍然附着在核蛋白体及tRNA上,但mRNA 上肽链合成终止密码子UAA(亦可以是UAG或UGA)已在核蛋白体的A位点上出现。
终止因子用以识别这些密码子,并在A位点上与终止密码子相结合,从而阻止肽链的继续延伸。
RF3的作用还不能肯定,可能具有加强RF1和RF2的终止作用。
RF1和RF2对终止密码子的识别具有一定特异性,RF1可识别UAA和UAG,RF2识别UAA和UGA。
RF与EF在核糖体上的结合部位是同一处,它们重叠的结合部位与防止了EF与F同时结合于核糖体上,而扰乱正常功能。
2.终止因子可能还可以使核蛋白体P位点上的肽酰转移酶发生变构,酶的活性从转肽作用改变为水解作用,从而使tRNA所携带的多肽链与tRNA之间的酯键被水解切断,多肽链从核蛋白体及tRNA释放出来。
最后,核蛋白体与mRNA分离;同时,在核蛋白体P位上的tRNA和A位上的RF亦行脱落。
与mRNA分离的核蛋白体又分离为大小两个亚基,可重新投入另一条肽链的合成过程。
核蛋白体分离为大小两个亚基的反应需要起始因子(IF3)的参与。
必须指出,上述只是单个核蛋白体的循环,即单个核蛋白体的翻译过程。
采用温和的条件小心地从细胞中分离核蛋白体时,可以得到3-4个甚至上百个成串的核蛋白体。
称为多核蛋白体,即在一条mRNA 链上同一时间内结合着许多个核蛋白体,两个核蛋白体之间有一定的长度间隔,是裸露的mRNA链段,所以多核蛋白体可以在一条mRNA链上同时合成几条多肽链,这就大提高了翻译的效率。
在开始合成蛋白质时,一个核蛋白体先附着在mRNA链的起始部位,再沿着mRNA链由5'端向3'端移动,根据mRNA链的信息,有次序的接受携带基酰的各种tRNA,并合成多种肽链。
当这一核蛋白体移动到足够远的位置时,另一核蛋白体又可附着此mRNA 的起始部位,并开始合成另一条同样的多肽链。
每当一个核蛋白体又可到此mRNA的终止密码子时,多肽链即合成完毕,并从核蛋白体及tRNA上释出。
同时,此核蛋白体随之从mRNA链上脱落分离为两个亚基,而脱落下来的大小亚基又可重新投入核蛋白体循环的翻译过程。
多核蛋白体中的核蛋白体个数,视其所附着的mRNA大小而定。
例如,血红蛋白的多肽链约由150个氨基酸残基组成,相应的mRNA的编码区应有450个碱基组成的多核苷酸,长约150nm。