湖南农业大学：《生化与分子生物学》课程教学课件（PPT讲稿）第8章 蛋白质的生物合成

第十四章蛋白质的生物合成 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，所以称以RNA为模 板的蛋白质合成过程为翻译(translation)。 翻译过程十分复杂，需要mRNA、tRNA、rRNA和多 种蛋白因子参与。在此过程中mRNA为合成的模板，RNA 为运输氨基酸工具，rRNA和蛋白质构成核糖体，是合成蛋 白质的场所，蛋白质合成的方向为N一C端。 思考！ 巡回

第十四章 蛋白质的生物合成 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，所以称以mRNA为模 板的蛋白质合成过程为翻译(translation)。 翻译过程十分复杂，需要mRNA、tRNA、rRNA和多 种蛋白因子参与。在此过程中mRNA为合成的模板，tRNA 为运输氨基酸工具，rRNA和蛋白质构成核糖体，是合成蛋 白质的场所，蛋白质合成的方向为N—C端。 思考

遗传信息传递的中心法则 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 复制 子代细胞的生长发育过程中，这些遗 DNA 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多 转录 肽链上的氨基酸排列顺序，由蛋白质 逆转录 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 →蛋白质 人们又发现，在宿主细胞中一些RNA RNA 翻译 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 复制 其RNA为模板合成DNA,称为逆转录 这是中心法则的补充。 中心法则总结了生物体内遗传信息的流动规律，揭示遗传的分子基础，不仅使人 们对细胞的生长、发育、遗传、变异等生命现象有了更深刻的认识，而且以这方面 的理论和技术为基础发展了基因工程，给人类的生产和生活带来了深刻的革命

遗传信息传递的中心法则 蛋白质 翻译 转录 逆转录 复制 复制 DNA RNA 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。 中心法则总结了生物体内遗传信息的流动规律，揭示遗传的分子基础，不仅使人 们对细胞的生长、发育、遗传、变异等生命现象有了更深刻的认识，而且以这方面 的理论和技术为基础发展了基因工程，给人类的生产和生活带来了深刻的革命

5 TT丁TT丁TTTT DNA年FII 遗传信息流动示意图 mRNA 核糖体 UCC U A C UU GU UC U RNA ○○○○ ARG

遗传信息流动示意图 核糖体 DNA mRNA tRNA

目 录 第一节蛋白质合成体系 第二节蛋白质合成的机理 第三节肽链合成后的折叠与加工 第四节蛋白质定位 囚

目 录 第一节 蛋白质合成体系 第二节 蛋白质合成的机理 第三节 肽链合成后的折叠与加工 第四节 蛋白质定位

第一节蛋白质合成体系 蛋白质合成体系的组分 mRNA和遗传密码 t RNA 三、核糖体 四、辅助因子

二、t RNA 三、核糖体 第一节 蛋白质合成体系 一、mRNA和遗传密码 四、辅助因子

m RNA mRNA(messenger RNA)是蛋白质生物合成过程 中直接指令氨基酸糁入的模板，是遗传信息的载体。 原核生物和真核生物mRNA的比较 真核生物mRNA 原核生物mRNA 合成部位 主要在核质中合成 在细胞的同一室中合成 前体及加工 hnRNA,需加工 合成后不需加工 单顺反子 多顺反子 结构 5'具帽子，3'有poly(A) 各顺反子间有间隔（非编码）序列 不具帽子和poly(A) 稳定性 较稳定，半衰期为24小时以上 不稳定，半衰期约2分钟

mRNA(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。 m R N A 原核生物和真核生物mRNA的比较

遗传密码 遗传密码：DNA(或RNA)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。 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。 遗传密码字典 三联体密码的破译 遗传密码的性质

遗 传 密 码 三联体密码的破译 遗传密码的性质 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。 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。 遗传密码字典

三联体密码的破译 ●1954年Ga0v确认核酸分子中三个碱基决定 个氨基酸 ●1961年Crick等用遗传学方法也证实三联体密码 子学说是正确的 ●Nirenberg以均聚物共聚物为模板指导多肽的合 成，寻找到了破译遗传密码的途径 ·Khorana以共聚物指导多肽的合成，加快了破译 遗传密码的步伐

三联体密码的破译 •1954年Gamov确认核酸分子中三个碱基决定一 个氨基酸 • 1961年Crick 等用遗传学方法也证实三联体密码 子学说是正确的 • Nirenberg以均聚物共聚物为模板指导多肽的合 成,寻找到了破译遗传密码的途径 • Khorana以共聚物指导多肽的合成，加快了破译 遗传密码的步伐

缺失或插入核苷酸引起三联体密码的改变 CAT CAT CAT CAT CAT CAT -1 CAT CAC ATC ATC ATC ATC -1,+1 CAT CAC AXT CAT CAT CAT +3 CAX TXC ATX CAT CAT CAT

缺失或插入核苷酸引起三联体密码的改变 CAT CAT CAT CAT CAT CAT CAT CAC ATC ATC ATC ATC CAT CAC AXT CAT CAT CAT CAX TXC ATX CAT CAT CAT -1 -1,+1 +3

以均聚物为模板指导多肽的合成 Poly U为模板，产生的多肽链为Poly Phe Poly C为模板，产生的多肽链为Poly Pro PoyA为模板，产生的多肽链为Poly Lys

以均聚物为模板指导多肽的合成 Poly U 为模板，产生的多肽链为Poly Phe Poly A 为模板，产生的多肽链为Poly Lys Poly C 为模板，产生的多肽链为Poly Pro