分子生物学讲义-9蛋白质的生物合成1
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分子生物学名词解释第二章 (主要的 :核小体、半保留复制、复制子、单链结合蛋白、岗崎片段、错配修复、 DNA 的转座、 C 值矛盾、前导链与后随链。
1. C 值反常现象 (C值矛盾 C-value paradox:C 值是一种生物的单倍体基因组 DNA 的总量。
真核细胞基因组的最大特点是它含有大量的重复序列,而且功能 DNA 序列大多被不编码蛋白质的非功能 DNA 所隔开,这就是著名的“ C 值反常现象” 。
C 值一般随着生物进化而增加,高等生物的 C 值一般大于低等生物。
某些两栖动物的 C 值甚至比哺乳动物还大,而在两栖动物里面, C 值变化也很大。
2.DNA 的半保留复制 :由亲代 DNA 生成子代 DNA 时, 每个新形成的子代 DNA 中, 一条链来自亲代DNA , 而另一条链则是新合成的, 这种复制方式称半保留复制。
3. DNA 聚合酶 :●以 DNA 为模板的 DNA 合成酶●以四种脱氧核苷酸三磷酸为底物●反应需要有模板的指导●反应需要有 3 -OH 存在● DNA 链的合成方向为 5 34. DNA 连接酶 (1967年发现 :若双链 DNA 中一条链有切口,一端是3’ -OH , 另一端是5‘ -磷酸基, 连接酶可催化这两端形成磷酸二酯键,而使切口连接。
但是它不能将两条游离的 DNA 单链连接起来DNA 连接酶在 DNA 复制、损伤修复、重组等过程中起重要作用 5. DNA 拓扑异构酶 (DNA Topisomerase:拓扑异构酶І:使 DNA 一条链发生断裂和再连接,作用是松解负超螺旋。
主要集中在活性转录区 , 同转录有关。
例:大肠杆菌中的ε蛋白拓扑异构酶Π:该酶能暂时性地切断和重新连接双链 DNA , 作用是将负超螺旋引入 DNA 分子。
同复制有关。
例:大肠杆菌中的 DNA 旋转酶6. DNA 解螺旋酶 /解链酶 (DNA helicase通过水解 ATP 获得能量来解开双链 DNA 。
分子生物学原理教案—蛋白质的生物合成教学要求:1.掌握遗传信息、遗传密码与mRNA的关系,遗传密码的特征。
2.掌握蛋白质生物合成体系中主要RNA、三种酶和多种蛋白质因子的功能和作用特点,生物合成过程及能量变化。
3.了解翻译后蛋白质的加工方式。
4.了解蛋白质合成的干扰和抑制。
课时安排:总学时 4.0第一节蛋白质生物合成体系1.0第二节氨基酸的活化1.0第三节蛋白质的生物合成过程1.0第四节蛋白质翻译后修饰和靶向运输0.6第五节蛋白质生物合成的干扰和抑制0.4重点:1.遗传密码与mRNA的关系及其特征2.蛋白质生物合成体系3.氨基酸的活化难点:蛋白质的生物合成过程教学内容:一、蛋白质生物合成体系1.mRNA是蛋白质生物合成的直接模板遗传密码的方向性、连续性、简并性、通用性和摆动性。
2.核糖体是蛋白质生物合成的场所。
3.tRNA是氨基酸的运载工具及蛋白质生物合成的适配器氨基酸臂、反密码子4.蛋白质生物合成需要酶类、蛋白质因子等二、氨基酸的活化1.氨基酰tRNA 氨基酰tRNA合成酶2.真核生物起始氨基酰tRNA是Met- tRNAi Met三、蛋白质的生物合成过程1.原核生物的肽链合成过程起始:起始因子;延长:延长因子,注册、成肽、转位,核糖体循环;终止:终止密码子。
2.真核生物的肽链合成过程四、蛋白质翻译后修饰和靶向运输1.多肽链折叠为天然构象的蛋白质分子伴侣、蛋白质二硫键异构酶、肽-脯氨酸顺反异构酶。
2.蛋白质一级结构修饰主要是肽键水解和化学修饰3.蛋白质空间结构修饰包括亚基聚合和辅基连接4.合成后蛋白质可被靶向输送至细胞特定部位五、蛋白质生物合成的干扰和抑制1.抗生素对翻译的抑制作用2.其他干扰蛋白质生物合成的物质中、英文专业词汇:translation翻译codon密码子initiation codon起始密码termination codon终止密码code密码ribozyme cycle核糖体循环adaptor转换器post-translational processing翻译后加工interferon干扰素antibiotics抗生素anticodon反密码子releasing factor释放因子wobble pairing摇摆配对degeneracy简并性signal peptide信号肽secretory protein分泌性蛋白质elongation factor延长因子streptomycin链霉素tetracycline四环素chloromycetin氯霉素puromycin嘌呤霉素cycloheximide防线菌酮思考题:1.试简述蛋白质生物合成体系及3种RNA在蛋白质生物合成中的作用。
蛋白质合成过程蛋白质是构成生物体的重要组成部分,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,需要经过多个步骤和参与多种生物分子的协同作用。
本文将介绍蛋白质合成的整个过程,包括转录和翻译两个主要阶段,带您深入了解蛋白质合成的奥秘。
一、转录阶段转录是蛋白质合成的第一步,主要发生在细胞核内。
在转录过程中,DNA的信息被转录成RNA,其中mRNA(信使RNA)是编码蛋白质的模板。
以下是转录阶段的具体步骤:1.1 DNA解旋:在转录开始之前,DNA的双螺旋结构需要被解开,使得RNA聚合酶能够访问DNA上的基因信息。
1.2 RNA合成:RNA聚合酶按照DNA模板的信息合成mRNA分子。
RNA聚合酶会在DNA上“读取”信息,然后在合成RNA链时将对应的核苷酸加入到新合成的RNA链中。
1.3 RNA修饰:在合成完成后,mRNA分子会经过一系列修饰过程,包括剪切、剪接和加上帽子和尾巴等修饰,以确保mRNA的稳定性和功能性。
1.4 mRNA运输:修饰完成的mRNA会通过核孔运输到细胞质中,为下一步的翻译提供模板。
二、翻译阶段翻译是蛋白质合成的第二步,主要发生在细胞质中的核糖体上。
在翻译过程中,mRNA上的密码子被翻译成氨基酸序列,从而合成特定的蛋白质。
以下是翻译阶段的具体步骤:2.1 起始子寻找:翻译的起始子AUG会被识别,标志着翻译的开始。
AUG对应的氨基酸是甲硫氨酸。
2.2 氨基酰-tRNA结合:氨基酰-tRNA与mRNA上的密码子配对,带来对应的氨基酸。
tRNA上的抗密码子与mRNA上的密码子互补配对,确保正确的氨基酸被带入。
2.3 肽键形成:氨基酸通过肽键连接成多肽链,形成蛋白质的主干结构。
2.4 翻译终止:当翻译到终止子时,翻译复合物会停止合成,释放出新合成的多肽链。
2.5 蛋白后修饰:新合成的多肽链可能需要进一步的后修饰,如蛋白质的折叠、磷酸化、甲基化等,以获得最终的功能性蛋白质。
『分子生物学』第一章分子生物学发展简史1、中心法则:复制DNA 复制 RNA 蛋白质(画图+解释) P13有完整的示意图。
定义:遗传信息从DNA流向RNA再流向蛋白质的规律称为中心法则。
解释:编码蛋白质的基因中所蕴含的信息通过转录和翻译两个相关联的过程得到表达。
RNA聚合酶以DNA中的一条链为模板合成互补的一条RNA单链,将DNA中所蕴含的遗传信息以mRNA的形式带到核糖体中,在核糖体中作为多肽链合成的直接模板指导蛋白质的合成。
2、基因工程实质:基因重组 P53、朊病毒,唯一一种蛋白质能够自我复制的病毒。
第二章遗传物质的本质1、什么可以作为遗传物质?除了DNA之外,RNA、蛋白质都可以。
2、一些经典的实验,肺炎双球菌实验,噬菌体实验都证明了DNA是主要的遗传物质。
3、RNA作为遗传物质时,病毒的例子:人免疫缺陷病毒(HIV)、非典型肺炎(SARS)4、RNA有两种复制,一种是一般而言的复制,还有一种是一些病毒的复制,多了逆转录的步骤,如HIV。
5、逆转录酶的发现证明遗传信息不仅可以从DNA流向RNA,也可以从RNA流向DNA。
6、测序方法了解:末端终止法、化学裂解法、全自动测序7、核酸的二级结构即双螺旋结构的基本要点:(1)DNA分子是由两条反相平行的脱氢核苷酸链盘旋成双螺旋结构(2)DNA核糖磷酸排列在外侧构成基本骨架,碱基位于内侧(3)氢键,碱基互补配对原则8、核酸的三级结构原核细胞中的超螺旋化,真核细胞中的核小体结构。
重点掌握真核生物核小体。
核小体由两个单位的组蛋白H2A、H2B、H3和H4形成八聚体的核心,约165bp的DNA双螺旋形成两圈超螺旋盘旋在核小体的核心上。
在两个核小体之间由1bp-80bp长的连接DNA相连。
9、名词解释①核酸的变性:核酸在化学或者物理因素的影响下,维系核酸双螺旋结构的氢键和碱基堆集力受到破坏,分子由稳定的双螺旋结构松懈为无规则线性结构甚至解旋成单链的现象,称为核酸的变性。
第九章 蛋白质的生物合成_______翻译( translation ) 9.1 参与翻译的主要生物大分子的结构与功能• 核糖体 • mRNA • tRNA• 氨酰-tRNA 合成酶• 辅助蛋白因子(起始因子、延伸因子和终止释放因子)6核糖体的分类与组成70-100 pro8•A 部位—氨酰tRNA 结合部位,也称为受体部位;•P 部位—肽酰tRNA 结合部位;•E 部位—空载tRNA 临时结合的部位;•肽酰转移酶活性部位—催化肽键形成的部位;•mRNA 结合部位;•多肽链离开通道—正在延伸的多肽链离开核糖体的通道;•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。
9真核细胞多聚核糖体的结构12原核生物多顺反子mRNA 和真核生物单顺反子mRNA 的翻译Shine-Dalgarno sequence, SDmRNA13tRNACC A D-loop14大肠杆菌起始tRNA 的结构氨酰-tRNA 合成酶(aaRS )ó 两步反应机制:1) ATP + 氨基酸 (AA) --> AA-AMP + PP i 2) tRNA + AMP-AA --> AA-tRNA + AMPó分类1) 第一类aaRS 2) 第二类aaRSó校对机制- 在装载氨基酸水平的质量控制1) aaRS是对氨基酸“身份”进行检查唯一的场所2) 核糖体不在乎哪一种氨基酸与tRNA相连3) 实载的tRNA被修饰后仍然能起作用4) 装载前和装载后编辑5) 双筛机制➢mRNA中的起始密码是AUG,少数是GUG。
➢起始密码子的上游约10个核苷酸的地方往往有一段富含嘌呤的序列称SD序列(Shine-Dalgarno序列),一般为3~10个核苷酸,它与核糖体16srRNA 3ˊ端的核苷酸序列互补,可促使核糖体与mRNA 的结合。
氨酰-tRNA合成酶(aaRS)20两类氨酰-tRNA合成酶的催化机理两类aaRS•第一类aaRS一般是单体酶,由此类酶催化的氨基酸有Arg、Cys、Gln、Glu、Ile、Leu、Met、Trp、Tyr和Val。