第二章遺傳物質(zhì)的分子基礎

第二章遺傳物質(zhì)的分子基礎第六節(jié)DNA作為主要遺傳物質(zhì)的證據(jù)分子遺傳學的大量直接和間接的證據(jù)，說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，而在缺乏DNA的某些病毒中，RNA就是遺傳物質(zhì)

第六節(jié)DNA作為主要遺傳物質(zhì)一、間接證據(jù)

DNA含量、代謝、結構、染色體共有等二、直接證據(jù)1、細菌的轉(zhuǎn)化

肺炎雙球菌兩種類型：光滑型(S型)：IS、IIS、IIIS粗糙型(R型)：IR、IIR、IIIR一、間接證據(jù)1928,Griffith：首次將IIR→IIIS，實現(xiàn)了細菌遺傳性狀的定向轉(zhuǎn)化。被加熱殺死的IIIS型肺炎雙球菌必然含有某種促成這一轉(zhuǎn)變的活性物質(zhì)

1928,Griffith：首次將IIR→IIIS1944，Avery等用生物化學方法證明這種活性物質(zhì)是DNA該提取物不受蛋白酶、多糖酶和核糖核酸酶的影響，而只能為DNA酶所破壞

1944，Avery等用生物化學方法證明這種活性物質(zhì)是DN2、噬菌體的侵染與繁殖

Hershey等用同位素32P和35S分別標記T2噬菌體的DNA與蛋白質(zhì)2、噬菌體的侵染與繁殖3、煙草花葉病毒的感染和繁殖RNA接種到煙葉→發(fā)病RNARNA酶處理RNA→不發(fā)病TMV蛋白質(zhì)：接種后不形成新的TMV不發(fā)病說明在不含DNA的TMV中RNA就是遺傳物質(zhì)3、煙草花葉病毒的感染和繁殖為了進一步論證上述的結論，F(xiàn)rankel-Conrat和Singer實驗：為了進一步論證上述的結論，F(xiàn)rankel-Conrat和S核酸的化學結構

一、兩種核酸

*核酸的構成單元是核苷酸，是核苷酸的多聚體*每個核苷酸包括三部分：

五碳糖、磷酸、堿基*兩個核苷酸之間由3’和5’位的磷酸二脂鍵相連

核酸的化學結構兩種核酸的主要區(qū)別：

DNA：脫氧核糖，A、C、G、T雙鏈，分子鏈較長RNA：核糖，A、C、G、U單鏈，分子鏈較短兩種核酸的主要區(qū)別：

構成核苷酸分子的堿基結構第02章遺傳物質(zhì)的分子基礎課件核酸分子的學結構第02章遺傳物質(zhì)的分子基礎課件二、DNA的分子結構1953，Watson和Crick根據(jù)：堿基互補配對的規(guī)律對DNA分子的X射線衍射成果提出了著名的DNA雙螺旋結構模型。這個模型已為以后拍攝的電鏡直觀形象所證實。

二、DNA的分子結構ＤＮＡ雙螺旋結構模型ＤＮＡDNA分子模型最主要特點：(1)兩條多核苷酸鏈以右手螺旋的形式，以一定的空間距離，環(huán)繞于同一軸相互盤旋而成(2)反向平行：5’－3’，3’－5’(3)兩條單鏈間以堿基間氫鍵配對相連：AT，CG(4)每個螺旋34?(3.4nm)，含10bp，直徑約為20?(5)分子表面大溝和小溝交替出現(xiàn)DNA分子模型最主要特點：圖8-6DNA分子的雙螺旋結構模型第02章遺傳物質(zhì)的分子基礎課件圖8-7兩條多核酸鏈間氫鍵相連第02章遺傳物質(zhì)的分子基礎課件A-T和C-G兩種核苷酸對分子鏈內(nèi)排列的位置和方向只有四種形式:A---TC---GA---TG---CC---GA---TG---CA---T

假設某一段DNA分子鏈有1000bp，則該段就可以有41000種不同的排列組合形式，反映出來的就是41000種不同性質(zhì)的基因.A-T和C-G兩種核苷酸對分子鏈內(nèi)

DNA構型之變異：B－DNA：瓦特森和克里克提出的雙螺旋構型,是DNA在生理狀態(tài)下的構型A－DNA：在高鹽下存在形式，右旋，每個螺圈含11bp

Z－DNA:左旋，每個螺圈含12bp其他構型DNA構型之變異：二、RNA的分子結構

絕大部分RNA以單鏈形式存在，但可折疊起來形成若干雙鏈區(qū)域。這些區(qū)域內(nèi)，互補的堿基對間可形成氫鍵。一些以RNA為遺傳物質(zhì)的動物病毒含有雙鏈RNA。

二、RNA的分子結構DNA的復制一、DNA復制的一般特點1、復制方式：半保留復制2、復制起點：大多數(shù)細菌及病毒只有一個復制起點，一個復制子；真核生物是多起點的，多個復制子

3、復制方向：一般為雙向復制

DNA的復制圖8－16DNA半保留復制第02章遺傳物質(zhì)的分子基礎課件一、DNA的復制的方式

半保留復制：

DNA在復制時，親代DNA的雙螺旋先行解旋和分開，然后以每條鏈為模板，按照堿基配對的原則，在這兩條鏈上各形成一條互補鏈，以組成新的DNA分子。這樣新形成的兩個DNA分子與親代DNA分子的堿基順序完全一樣。由于子代DNA分子中一條鏈來自親代，另一條鏈是新合成的，這種復制方式稱為半保留復制。５’３’５’３’一、DNA的復制的方式半保留復制：DNA在復二、參與DNA復制的因子1.底物dNTP(dATP,dGTP,dCTP,dTTP)2.模板單鏈的DNA母鏈3.聚合酶DNA聚合酶I、II、III4.引物寡核苷酸引物（RNA)5.其他酶和蛋白質(zhì)因子

拓撲異構酶，解鏈酶，單鏈結合蛋白，連接酶。

二、參與DNA復制的因子1.底物dNTP(dATP,(一)、DNA聚合酶全稱：依賴DNA的DNA聚合酶簡稱：DNA-pol活性：53的聚合活性核酸外切酶活性ArthurKornberg特點:DNA新鏈生成需引物和模板新鏈的延長只可沿5→3方向進行

種類：

DNA-polⅠ、DNA-polⅡ、DNA-polⅢ(一)、DNA聚合酶全稱：依賴DNA的DNA聚合酶活性：5DNA-polⅠ（109kD）:35外切酶活性53外切酶活性53的聚合活性

功能：對復制中的錯誤進行校讀;對復制和修復中出現(xiàn)的空隙進行填補。DNA-polⅡ（120kD）

:

DNA-polII基因發(fā)生突變，細菌依然能存活,它參與DNA損傷的應急狀態(tài)修復DNA-polⅠ（109kD）:35外切DNA-polⅢ(250kD)35外切酶活性活性：

53的聚合活性

功能:是原核生物復制延長中真正起催化作用的酶對于DNA的復制也有校對功能配合DNA-polⅠ使復制的錯誤率大大降低DNA-polⅢ(250kD)35真核生物的DNA聚合酶DNA-pol起始引發(fā)，有引物酶活性。復制延長中起主要催化作用的酶，有解螺旋酶活性。參與低保真度的復制。在復制過程中起校讀、修復和填補缺口的作用。在線粒體DNA復制中起催化作用。DNA-polDNA-polDNA-polDNA-pol真核生物的DNA聚合酶DNA-pol起始引發(fā)，有引物（二）DNA拓撲異構酶

1.DNA的拓撲性質(zhì)（二）DNA拓撲異構酶分類及作用機制拓撲異構酶Ⅰ:切斷DNA雙鏈中一股鏈，使DNA解鏈旋轉(zhuǎn)不致打結；適當時候封閉切口，DNA變?yōu)樗沙跔顟B(tài)。反應不需ATP。拓撲異構酶Ⅱ:切斷DNA分子兩股鏈，斷端通過切口旋轉(zhuǎn)使超螺旋松弛。利用ATP供能，連接斷端，DNA分子進入負超螺旋狀態(tài)功能:松弛正超螺旋，變?yōu)樨摮菪?既能水解、又能連接磷酸二酯鍵分類及作用機制拓撲異構酶Ⅰ:切斷DNA雙鏈中一股鏈，使DNA（三）解鏈酶、引物酶和單鏈DNA結合蛋白

1.解鏈酶：利用ATP供能，作用于氫鍵，使 DNA雙鏈解開成為兩條單鏈2.單鏈DNA結合蛋白：在復制中維持模板在單鏈狀態(tài)保護單鏈的完整，避免被核酸酶水解3.引物酶：復制起始時催化生成RNA引物的酶（三）解鏈酶、引物酶和單鏈DNA結合蛋白1.解鏈酶：利用A

（四）、DNA連接酶1.作用方式:

催化雙股DNA鏈中一股缺口的3-OH和5-P形成磷酸二酯鍵，從而使缺口兩側的DNA片段相連接。

2.功能DNA連接酶在復制中起最后接合缺口的作用在DNA修復、重組及剪接中也起縫合缺口作用也是基因工程的重要工具酶之一（四）、DNA連接酶1.作用方式:2.功能三、DNA復制的過程（一）復制的起始（二）復制的延伸

（三）復制的終止

（四）復制的忠實性

三、DNA復制的過程（一）復制的起始（二）復制的延復制起點復制叉復制叉復制起點（一）復制的起始---方向性單向復制雙向復制復制起點復制叉復制叉復制起點（一）復制的起始---方向性（一）復制的起始---有關蛋白質(zhì)（一）復制的起始---有關蛋白質(zhì)復制叉----復制開始后由于DNA雙鏈解開，在兩股單鏈上進行復制，形成在顯微鏡下可看到的叉狀結構。（一）復制的起始---復制叉形成5’3’3’5’復制叉----復制開始后由于DNA雙鏈解開，在兩股單鏈復制起始流程圖打開DNA超螺鏈打開雙螺旋防止復螺旋單鏈結合蛋白解鏈酶引物復合體引物酶拓撲異構酶合成復制起始流程圖打開DNA超螺鏈打開雙螺旋防止復螺旋單鏈結合蛋拓撲異構酶解鏈酶單鏈結合蛋白DNA聚合酶引物酶及引發(fā)體DNA連接酶引物DNA復制起始的過程拓撲異構酶與DNA雙鏈結合，解開超螺旋?！?′3′5′3拓撲異構酶解鏈酶單鏈結合蛋白DNA聚合酶引物酶及引發(fā)體DNA拓撲異構酶解鏈酶單鏈結合蛋白DNA聚合酶引物酶及引發(fā)體DNA連接酶引物DNA復制起始的過程解鏈酶解開DNA雙螺旋′5′3′5′3拓撲異構酶解鏈酶單鏈結合蛋白DNA聚合酶引物酶及引發(fā)體DNA拓撲異構酶解鏈酶單鏈結合蛋白DNA聚合酶引物酶及引發(fā)體DNA連接酶引物DNA復制起始的過程引物酶合成引物′5′3′5′3拓撲異構酶解鏈酶單鏈結合蛋白DNA聚合酶引物酶及引發(fā)體DNA拓撲異構酶解鏈酶單鏈結合蛋白DNA聚合酶引物酶及引發(fā)體DNA連接酶引物單鏈結合蛋白防止復螺旋′5′3′5′3DNA復制起始的過程拓撲異構酶解鏈酶單鏈結合蛋白DNA聚合酶引物酶及引發(fā)體DNA（二）、DNA復制的延伸1.DNA聚合酶把新生鏈的第一個脫氧核苷酸加到引物的3′-OH上，開始新生鏈的合成過程。AG

T

AC

TA

A

T

DNA聚合酶ACGACGTT引物′5′3（二）、DNA復制的延伸1.DNA聚合酶把新生鏈的第一個AG

T

AC

TA

A

T

AGCGACGGTTTT

組成

DNA的脫氧核糖核苷酸一個個連接起來3′,5′-磷酸二酯鍵引物′5′3′5AGTACTAATAGCGACGGTTTT組成第02章遺傳物質(zhì)的分子基礎課件AG

T

AC

TA

A

T

GGCGGTTAATATCDNA模板鏈DNA新鏈引物′5′3′5′3AGTACTAATGGCGGTTAATATCDN半不連續(xù)復制前導鏈滯后鏈岡崎片段

5’3’′5′3半不連續(xù)復制DNA復制時,一條鏈是連續(xù)的,另一條鏈是不連續(xù)的,稱為半不連續(xù)復制。3’3’5’5’半不連續(xù)復制前導鏈滯后鏈岡崎片段5’3’′5′33’3’5（三）、復制的終止復制有終止信號polⅠ5′→3′外切酶活性水解引物polⅠ聚合活性填補空隙DNA連接酶連接缺口。（三）、復制的終止復制有終止信號二、原核生物DNA合成1、半保留復制，雙向復制2、有引物的引導，為RNA3、延伸方向為5’－3’。4、一條鏈一直從5’向3’方向延伸，稱前導鏈，連續(xù)合成；另一條先沿5’－3’合成岡崎片段，再由連接酶連起來鏈，后隨鏈，不連續(xù)合成二、原核生物DNA合成圖8－18DNA解旋第02章遺傳物質(zhì)的分子基礎課件圖8－19DNA合成之模型第02章遺傳物質(zhì)的分子基礎課件*在前導鏈上，DNA引物酶只在起始點合成一次引物RNA，DNA聚合酶III開始DNA的合成*在后隨鏈上，每個岡崎片段的合成都需要先合成一段引物RNA，然后DNA聚合酶III才能進行DNA的合成。

*在前導鏈上，DNA引物酶只在圖8－20后隨鏈DNA的合成第02章遺傳物質(zhì)的分子基礎課件RNA病毒中RNA的自我復制先以自己為模板（“＋”鏈）合成一條互補的單鏈（“－”鏈），然后這個“－”鏈從“＋”鏈模板釋放出來，它也以自己為模板復制出一條與自己互補的“＋”鏈，形成了一條新生的病毒RNA。

RNA病毒中RNA的自我復制三、真核生物DNA合成真核生物DNA的復制與原核生物的主要不同點：1、DNA的合成只是在S期進行，原核生物則在整個細胞生長過程中都進行DNA合成2、原核生物DNA的復制是單起點的，真核生物染色體的復制則為多起點的三、真核生物DNA合成3、所需的RNA引物及后隨鏈上合成的“岡崎片段”的長度比原核生物要短4、有二種不同的DNA聚合酶分別控制前導鏈（δ）和后隨鏈（α）的合成；在原核生物中由聚合酶III同時控制二條鏈的合成5、染色體端體的復制：原核生物的染色體大多數(shù)為環(huán)狀

3、所需的RNA引物及后隨鏈上合RNA的轉(zhuǎn)錄及加工一、三種RNA分子

1、mRNA2、tRNA：最小的RNA，由70到90個核苷酸組成，具有稀有堿基的特點

RNA的轉(zhuǎn)錄及加工圖8－22tRNA的三維結構第02章遺傳物質(zhì)的分子基礎課件8-23tRNA模式圖第02章遺傳物質(zhì)的分子基礎課件3、rRNA：核糖體的主要成分。在大腸桿菌中：rRNA量占細胞總RNA量的75-85％tRNA占15％mRNA占3-5％

第02章遺傳物質(zhì)的分子基礎課件二、RNA合成的一般特點1、所用原料為核苷三磷酸；在DNA合成時為脫氧核苷三磷酸2、只有一條DNA鏈被用作模板；DNA合成時，兩條鏈分別用作模板3、RNA鏈的合成不需要引物；DNA合成一定要引物的引導4、RNA鏈的合成與DNA鏈的合成同樣，也是從5’向3’端，由RNA聚合酶催化二、RNA合成的一般特點三、原核生物RNA的合成*轉(zhuǎn)錄后形成一個RNA分子的一段DNA序列稱為一個轉(zhuǎn)錄單位

*一個轉(zhuǎn)錄單位可能剛好是一個基因，也可能含有多個基因

*RNA轉(zhuǎn)錄分三步：(1)RNA鏈的起始；(2)RNA鏈的延長；(3)RNA鏈的終止及新鏈的釋放

三、原核生物RNA的合成定義：RNA的生物合成就是轉(zhuǎn)錄，即以DNA為模板，在依賴于DNA的RNA聚合酶的催化下，以4種NTP（ATP、CTP、GTP和UTP為原料，合成RNA的過程。合成部位：細胞核合成原料：四種NTP一、DNA指導下的RNA的合成定義：RNA的生物合成就是轉(zhuǎn)錄，即以一、DNA指導下的RNA轉(zhuǎn)錄特點：1、轉(zhuǎn)錄單位：啟動子終止子2、不對稱轉(zhuǎn)錄：兩條DNA鏈不同時進行轉(zhuǎn)錄的現(xiàn)象。編碼鏈或反意義鏈；模板鏈或有意義鏈3、RNA聚合酶：

全酶：有αα‘ββ’σ5個亞基組成作用識別啟動子，引發(fā)RNA的合成。

核心酶：不含σ亞基，延長RNA鏈轉(zhuǎn)錄特點：1、轉(zhuǎn)錄單位：啟動子終止子全酶：有核心酶(coreenzyme)全酶(holoenzyme)核心酶(coreenzyme)全酶(holoenzymRNA聚合酶全酶在轉(zhuǎn)錄起始區(qū)的結合

RNA聚合酶全酶在轉(zhuǎn)錄起始區(qū)的結合轉(zhuǎn)錄過程：轉(zhuǎn)錄的起始：RNA的延長：5′3′識別解鏈磷酸二酯鍵的形成（ATP、GTP）轉(zhuǎn)錄的終止：遇到終止子，RNA鏈停止延長，核心酶脫離，新RNA釋放。轉(zhuǎn)錄的起始：RNA的延長：5′3′識別解鏈磷酸AG

T

AC

TA

A

T

DNA的一條鏈AGCUGACGGUUU游離的核糖核苷酸(原料）DNA解旋，以一條鏈為模板合成RNA細胞核中AGTACTAATDNA的一條鏈AGCUGACGAG

T

AC

TA

A

T

AGCUGACGGUUU

DNA與RNA的堿基互補配對：A——U；T——A；C——G；G—CRNA聚合酶細胞核中AGTACTAATAGCUGACGGUUUDNAG

T

AC

TA

A

T

AGCGACGGUUUU

組成

RNA的核糖核苷酸一個個連接起來細胞核中AGTACTAATAGCGACGGUUUU組成AG

T

AC

TA

A

T

GCGACGGUUUUA細胞核中AGTACTAATGCGACGGUUUUA細胞核AG

T

AC

TA

A

T

GCGACGUUGUUA細胞核中AGTACTAATGCGACGUUGUUA細胞核AG

T

AC

TA

A

T

GCGACGUGUUAA細胞核中AGTACTAATGCGACGUGUUAA細胞核AG

T

AC

TA

A

T

GCGACGGUUAAU細胞核中AGTACTAATGCGACGGUUAAU細胞核AG

T

AC

TA

A

T

GCGACGGUUAAUA細胞核中AGTACTAATGCGACGGUUAAUA細胞AG

T

AC

TA

A

T

GCGCGGUUAAUAU細胞核中AGTACTAATGCGCGGUUAAUAU細胞AG

T

AC

TA

A

T

GGCGGUUAAUAUC細胞核中AGTACTAATGGCGGUUAAUAUC細胞AG

T

AC

TA

A

T

GGCGGUUAAUAUCDNA上的遺傳信息就傳遞到mRNA上mRNADNA細胞核中AGTACTAATGGCGGUUAAUAUCDNAG

T

AC

TA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

細胞質(zhì)

細胞核

核孔DNAmRNA在細胞核中合成AGTACTAATUCAUGAUUAmRNAAG

T

AC

TA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

細胞質(zhì)

細胞核mRNA通過核孔進入細胞質(zhì)UCAUGAUUAmRNAAGTACTAATUCAUGAUUAmRNA細AG

T

AC

TA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

細胞質(zhì)

細胞核mRNA通過核孔進入細胞質(zhì)UCAUGAUUAmRNAAGTACTAATUCAUGAUUAmRNA細四、真核生物RNA的轉(zhuǎn)錄及加工四、真核生物RNA的轉(zhuǎn)錄及加工真核生物與原核生物RNA的轉(zhuǎn)錄的不同點1、真核生物RNA的轉(zhuǎn)錄是在細胞核內(nèi)進行，而蛋白質(zhì)的合成則是在細胞質(zhì)內(nèi)2、原核生物的一個mRNA分子通常含有多個基因；而少數(shù)較低等真核生物外，真核生物一個mRNA分子一般只編碼一個基因3、原核生物只有一種RNA聚合酶催化所有RNA的合成；真核生物中則有RNA聚合酶I、II、III，分別催化不同種類型RNA的合成4、原核生物RNA聚合酶直接起始轉(zhuǎn)錄合成RNA；真核生物三種RNA聚合酶都必須在蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄因子的協(xié)助下才能進行RNA的轉(zhuǎn)錄

真核生物與原核生物RNA的轉(zhuǎn)錄的不同點真核生物mRNA在轉(zhuǎn)錄后的加工：

1、5’端加上帽子(7－甲基鳥嘌呤核苷)在蛋白質(zhì)翻譯時識別起始位置及防止被RNA酶降解2、3’端加上尾巴(聚腺苷酸,polyA)對增加mRNA的穩(wěn)定性及從細胞核向細胞質(zhì)的運輸具有重要作用3、切除非編碼序列(內(nèi)含子)，將編碼序列(外顯子)連接起來，才能進行蛋白質(zhì)的翻譯

真核生物mRNA在轉(zhuǎn)錄后的加工：圖8－28真核生物mRNA的加工第02章遺傳物質(zhì)的分子基礎課件遺傳密碼與蛋白質(zhì)的翻譯

一、遺傳密碼（1）三聯(lián)體密碼（2）通用性（3）簡并現(xiàn)象（4）遺傳密碼間不能重復利用：除少數(shù)情況外，一個mRNA上每個堿基只屬于一個密碼子（5）起始密碼子：AUGGUG和終止密碼子:UAAUAGUGA(6)遺傳密碼間無逗號,即在翻譯過程中，遺傳密碼的譯讀是連續(xù)的遺傳密碼與蛋白質(zhì)的翻譯(一)、mRNA與遺傳密碼遺傳密碼：指排列在DNA或mRNA鏈上為蛋白質(zhì)氨基酸編碼的核苷酸序列。

密碼子：在mRNA分子中從5’3’方向，以AUG開始，每三個堿基組成一組稱為三聯(lián)體，每個三聯(lián)體代表一種氨基酸，所以稱之為密碼子。一、蛋白質(zhì)合成體系的重要組成組分(一)、mRNA與遺傳密碼遺傳密碼：指排列在DNA或mRNA遺傳密碼表遺傳密碼表UCAUGAUUAmRNA（模板）

密碼子

密碼子

密碼子

密碼子

mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基UCAUGAUUAmRNA（模板）密碼子密碼子密碼子密碼子的性質(zhì)：1、簡并性(終止密碼子UAA,UAG,UGA)2、兼職性（起始密碼子AUG,GUG）3、密碼子的連續(xù)性(編碼蛋白質(zhì)氨基酸序列的各個三聯(lián)體密碼連續(xù)閱讀，密碼間既無間斷也無交叉)4、通用性與例外（或半通用性）5、閱讀方向與mRNA編碼方向一致密碼子的性質(zhì)：1、簡并性(終止密碼子UAA,UAG,UGA)

簡并性(degeneracy)簡并性(degeneracy)原核生物真核生物核蛋白體小亞基大亞基核蛋白體小亞基大亞基S70S30S50S80S40S60SrRNA16S-rRNA5S-rRNA23S-rRNA18S-rRNA28S-rRNA5S-rRNA5.8S-rRNA蛋白質(zhì)rps21種rpl36種rps33種rpl49種

不同細胞核蛋白體的組成

（二）、核糖體是多肽鏈合成的裝置原核生物真核生物核蛋白體小亞基大亞基核蛋白體小亞基大亞基S7核蛋白體的組成核蛋白體的組成第02章遺傳物質(zhì)的分子基礎課件原核生物翻譯過程中核蛋白體結構模式:A位：氨基酰位(aminoacylsite)P位：肽酰位(peptidylsite)E位：排出位(exitsite)原核生物翻譯過程中核蛋白體結構模式:A位：氨基酰位P位：肽酰（三）、tRNA與氨基酸的活化反密碼環(huán)氨基酸臂（三）、tRNA與氨基酸的活化反密碼環(huán)氨基酸臂AAUACUAUG轉(zhuǎn)運

RNA（tRNA)（運載工具）

亮氨酸

天冬氨酸

異亮氨酸

氨基酸（原料）AAUACUAUG轉(zhuǎn)運RNA（tRNA)亮氨酸天冬AAU

亮氨酸ACU天冬氨酸AUG

異亮氨酸

tRNA的一端運載著氨基酸

反密碼子AAU亮氨酸ACU天冬氨酸AUG異亮氨酸t(yī)RNA的一氨基酸+tRNA氨基酰-tRNAATP

AMP＋PPi氨基酰-tRNA合成酶（一）氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyl-tRNAsynthetase)

氨基酸的活化氨基酸+tRNA氨基酰-tRNAATPAMP＋PP第一步反應氨基酸＋ATP-E—→氨基酰-AMP-E＋AMP＋PPi

第一步反應氨基酸＋ATP-E—→氨基酰-AMP-E＋第二步反應氨基酰-AMP-E＋tRNA↓

氨基酰-tRNA＋AMP＋E第二步反應氨基酰-AMP-E

tRNA與酶

結合的模型tRNA氨基酰-tRNA合成酶ATPtRNA與酶

結合的模型tRNA氨基酰-tRNA合成酶AT氨基酰-tRNA合成酶對底物氨基酸和tRNA都有高度特異性。氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性(proofreadingactivity)。氨基酰-tRNA的表示方法：Ala-tRNAAla

Ser-tRNASerMet-tRNAMet

特點:氨基酰-tRNA合成酶對底物氨基酸特點:真核生物：Met-tRNAiMet原核生物：fMet-tRNAifMet（二）起始肽鏈合成的氨基酰-tRNA真核生物：Met-tRNAiMet（二）起始肽鏈合成的氨基翻譯的起始(initiation)翻譯的延長(elongation)翻譯的終止(termination)整個翻譯過程可分為：翻譯過程從閱讀框架的5′-AUG開始，按mRNA模板三聯(lián)體密碼的順序延長肽鏈，直至終止密碼出現(xiàn)。

二、肽鏈合成過程：翻譯的起始(initiation)整個翻譯過程可分為：翻譯（一）、肽鏈合成起始指mRNA和起始氨基酰-tRNA分別與核蛋白體結合而形成翻譯起始復合物(translationalinitiationcomplex)。（一）、肽鏈合成起始指mRNA和起始氨基酰-tRNA分別與核原核、真核生物各種起始因子的生物功能原核、真核生物各種起始因子的生物功能原核生物翻譯起始復合物形成核蛋白體大小亞基分離；mRNA在小亞基定位結合；起始氨基酰-tRNA的結合；核蛋白體大亞基結合。原核生物翻譯起始復合物形成核蛋白體大小亞基分離；IF-3IF-11.核蛋白體大小亞基分離IF-3IF-11.核蛋白體大小亞基分離AUG5'3'IF-3IF-12.mRNA在小亞基定位結合AUG5'3'IF-3IF-12.mRNA在小亞基定位結合IF-3IF-1IF-2GTP3.起始氨基酰tRNA(fMet-tRNAimet)結合到小亞基AUG5'3'IF-3IF-1IF-2GTP3.起始氨基酰tRNA(IF-3IF-1IF-2GTPGDPPi4.核蛋白體大亞基結合，起始復合物形成AUG5'3'IF-3IF-1IF-2GTPGDPPi4.核蛋白體大亞基IF-3IF-1AUG5'3'IF-2GTPIF-2-GTPGDPPiIF-3IF-1AUG5'3'IF-2GTPIF-2-GTP真核生物翻譯起始復合物形成核蛋白體大小亞基分離；起始氨基酰-tRNA結合；mRNA在核蛋白體小亞基就位；核蛋白體大亞基結合。真核生物翻譯起始復合物形成核蛋白體大小亞基分離；met40S60SMetMet40S60SmRNAeIF-2B、eIF-3、

eIF-6①elF-3②GDP+Pi各種elF釋放elF-5④ATPADP+PielF4E,elF4G,elF4A,elF4B,PAB③MetMet-tRNAiMet-elF-2

-GTP真核生物翻譯起始復合物形成過程met40S60SMetMet40S60SmRNAeIF-2（二）、肽鏈合成延長

肽鏈延長在核蛋白體上連續(xù)循環(huán)式進行，又稱為核蛋白體循環(huán)(ribosomalcycle)。包括以下三步：進位(entrance)成肽(peptidebondformation)轉(zhuǎn)位(translocation)（二）、肽鏈合成延長肽鏈延長在核蛋白體上

延伸過程所需蛋白因子稱為延長因子

(elongationfactor,EF)。原核生物：EF-T(EF-Tu,EF-Ts)EF-G真核生物：EF-1、EF-2延伸過程所需蛋白因子稱為延長因子(elongat又稱注冊(registration)進位指根據(jù)mRNA下一組遺傳密碼指導，使相應氨基酰-tRNA進入核蛋白體A位。

又稱注冊(registration)進位指根據(jù)mRNA下延長因子EF-T催化進位（原核生物）

延長因子EF-T催化進位（原核生物）第02章遺傳物質(zhì)的分子基礎課件TuTsGTPGDPAUG5'3'TuTsGTPTuTsGTPGDPAUG5'3'TuTsGTP成肽是由轉(zhuǎn)肽酶(transpeptidase)催化的肽鍵形成過程。成肽是由轉(zhuǎn)肽酶(transpeptidase)催化的肽鍵形成轉(zhuǎn)位延長因子EF-G有轉(zhuǎn)位酶(translocase)活性，可結合并水解1分子GTP，促進核蛋白體向mRNA的3'側移動。轉(zhuǎn)位延長因子EF-G有轉(zhuǎn)位酶(translocase)活fMetAUG5'3'fMetTuGTPfMetAUG5'3'fMetTuGTP進位轉(zhuǎn)位成肽進位轉(zhuǎn)位成肽UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天冬氨酸

核糖體細胞質(zhì)中的mRNA

與核糖體結合.細胞質(zhì)中UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天冬氨酸核糖體UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天冬氨酸

tRNA上的反密碼子與

mRNA上的密碼子互補配對.細胞質(zhì)中UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天冬氨酸t(yī)RNUCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天冬氨酸AUG

異亮氨酸細胞質(zhì)中

tRNA將氨基酸轉(zhuǎn)運到

mRNA上的相應位置.UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天冬氨酸AUGUCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天冬氨酸AUG

異亮氨酸縮合細胞質(zhì)中

兩個氨基酸分子縮合UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天冬氨酸AUGUCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天冬氨酸AUG

異亮氨酸

核糖體隨著

mRNA滑動.另一個

tRNA上的堿基與mRNA上的密碼子配對.

細胞質(zhì)