山东师范大学：《分子生物学》课程教学资源（PPT课件）第六章 蛋白质的生物合成

第六章 蛋白质的生物合成 ◼ 蛋白质生物合成又称翻译 （translation），是指由RNA参 与的蛋白质生物合成的过程， 它将核酸的碱基序列转变为蛋 白质中的氨基酸序列

第六章 蛋白质的生物合成 ◼ 蛋白质生物合成又称翻译 （translation），是指由RNA参 与的蛋白质生物合成的过程， 它将核酸的碱基序列转变为蛋 白质中的氨基酸序列

Coding strand sense Template strand antisense Transcription Translation

◼ 参与翻译的RNA分子有tRNA、 rRNA和mRNA。tRNA的功能是转 运氨基酸，rRNA与多种蛋白质组 成核糖体作为翻译进行的场所， mRNA作为翻译的模板。 ◼ 经过三种RNA以及多种蛋白质的相 互作用，使来自DNA的遗传信息正 确地传递到蛋白质

◼ 参与翻译的RNA分子有tRNA、 rRNA和mRNA。tRNA的功能是转 运氨基酸，rRNA与多种蛋白质组 成核糖体作为翻译进行的场所， mRNA作为翻译的模板。 ◼ 经过三种RNA以及多种蛋白质的相 互作用，使来自DNA的遗传信息正 确地传递到蛋白质

第一节 遗传密码 一、遗传密码 ◼ 遗传密码（genetic code）是联系核酸 的碱基序列和蛋白质的氨基酸序列的 途径。mRNA上由三个碱基代表一种 氨基酸，称为密码子（codon）。 ◼ 生物体内存在多个密码子代表一种氨 基酸的情况

第一节 遗传密码 一、遗传密码 ◼ 遗传密码（genetic code）是联系核酸 的碱基序列和蛋白质的氨基酸序列的 途径。mRNA上由三个碱基代表一种 氨基酸，称为密码子（codon）。 ◼ 生物体内存在多个密码子代表一种氨 基酸的情况

◼ 1954年，物理学家George Gamov根据 在DNA中存在四种核苷酸，在蛋白质 中存在二十种氨基酸的对应关系 ，提 出三个核苷酸为一个氨基酸编码是最 理想的。因为在有四种核苷酸的条件 下，64 （4 3=64）是能满足为20种氨基 酸编码的最小数，这也符合生物体在 亿万年进化过程中形成的和遵循的经 济原则

◼ 1954年，物理学家George Gamov根据 在DNA中存在四种核苷酸，在蛋白质 中存在二十种氨基酸的对应关系 ，提 出三个核苷酸为一个氨基酸编码是最 理想的。因为在有四种核苷酸的条件 下，64 （4 3=64）是能满足为20种氨基 酸编码的最小数，这也符合生物体在 亿万年进化过程中形成的和遵循的经 济原则

◼ 密码子的破译是分子生物学发展史 上的一件大事。主要运用了两项技 术，一项是1961年由Nirenberg等报 道的人工合成多聚核苷酸体外翻译 技术；另一项是1964年Nirenberg和 Leder发明的核糖体结合技术。 ◼ 这两项技术的出现，为密码子的破 译奠定了基础

◼ 密码子的破译是分子生物学发展史 上的一件大事。主要运用了两项技 术，一项是1961年由Nirenberg等报 道的人工合成多聚核苷酸体外翻译 技术；另一项是1964年Nirenberg和 Leder发明的核糖体结合技术。 ◼ 这两项技术的出现，为密码子的破 译奠定了基础

破译密码的实验研究先后由三个实验 室逐步发展了四种破译方法，于1965 年完成。 ◼ 1) 在体外无细胞蛋白质合成体系中加 入人工合成的polyＵ开创了破译遗传密 码的先河。1961年，美国NIH的 Nirenberg和Mathaei第一次确认了UUU 是Phe的密码子 。随后他们又确定了 AAA是Lys的密码子，CCC是Pro的密 码子

破译密码的实验研究先后由三个实验 室逐步发展了四种破译方法，于1965 年完成。 ◼ 1) 在体外无细胞蛋白质合成体系中加 入人工合成的polyＵ开创了破译遗传密 码的先河。1961年，美国NIH的 Nirenberg和Mathaei第一次确认了UUU 是Phe的密码子 。随后他们又确定了 AAA是Lys的密码子，CCC是Pro的密 码子

◼ 2) 混合共聚物(mixed copolymers)实验 对密码子中碱基组成的测定 1963年，Speyer和Ochoa等发展了用两 个碱基的共聚物破译密码的方法。例 如以A和C原料，合成polyAC。但这个 方法不能确定碱基的排列方式，而只 能显示密码子中碱基组成及组成比例。 另外，通过反复改变共聚物成份比例 的方法亦十分麻烦和费时

◼ 2) 混合共聚物(mixed copolymers)实验 对密码子中碱基组成的测定 1963年，Speyer和Ochoa等发展了用两 个碱基的共聚物破译密码的方法。例 如以A和C原料，合成polyAC。但这个 方法不能确定碱基的排列方式，而只 能显示密码子中碱基组成及组成比例。 另外，通过反复改变共聚物成份比例 的方法亦十分麻烦和费时

◼ 3) aa-tRNA与确定的三核苷酸序列(密码子) 结合（核糖体结合技术） Nirenberg和Leder于1964年建立了破译密码 子的新方法，即tRNA与确定密码子结合实 验。即是在缺乏蛋白质合成所需的因子的 条件下，特异氨基酸-tRNA(aa-tRNA)也能 与核糖体-mRNA复合物结合。最重要的是 这种结合并不一定需要长的mRNA分子 。 但有一些三核苷酸序列与核糖体结合并不 象UUU或GUU等那样有效

◼ 3) aa-tRNA与确定的三核苷酸序列(密码子) 结合（核糖体结合技术） Nirenberg和Leder于1964年建立了破译密码 子的新方法，即tRNA与确定密码子结合实 验。即是在缺乏蛋白质合成所需的因子的 条件下，特异氨基酸-tRNA(aa-tRNA)也能 与核糖体-mRNA复合物结合。最重要的是 这种结合并不一定需要长的mRNA分子 。 但有一些三核苷酸序列与核糖体结合并不 象UUU或GUU等那样有效

Table 282 Experiment ahowing that trinucleotides are sumcfent to induce specife binding of aminoacyl-tRNAa to ribosomes C-Labeled aminoacyl-tRNA bound to ribonome Trinucleotide Phe-tRNAP Ly-(RNAL Pro-tRNAPO UUU 4.6 0 0 AAA 0 7,7 0 ccc 0 0 31 Souree:Modified from Nirenberg.M.Leder.P.11964)RNA code words and protein synthesis Se145.1399 .The numbers represent factors by which the amount.of bound c increased when the indicated trinucleotide was present,relative to controls in which no trinucleotide was added