從mRNA到蛋白質(zhì)學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1從從mRNA到蛋白質(zhì)到蛋白質(zhì)第一頁(yè)，共91頁(yè)。DNARNA蛋白質(zhì)復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯逆轉(zhuǎn)錄RNA復(fù)制第1頁(yè)/共90頁(yè)第二頁(yè)，共91頁(yè)。蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所(chn su)是蛋白質(zhì)合成的模板是模板與氨基酸之間的接合體是蛋白質(zhì)合成的原料是核糖體mRNAtRNA20種氨基酸第2頁(yè)/共90頁(yè)第三頁(yè)，共91頁(yè)。第3頁(yè)/共90頁(yè)第四頁(yè)，共91頁(yè)。第 一 節(jié) 蛋白質(zhì)合成(hchng)體系1. 遺傳(ychun)密碼三聯(lián)子2. tRNA3. 核糖體第4頁(yè)/共90頁(yè)第五頁(yè)，共91頁(yè)。mRNA分子上從5至3方向，由AUG開(kāi)始，每3個(gè)核苷酸為一組，決定肽鏈上某一個(gè)(y )氨基酸或蛋白質(zhì)合成的起始、終止信號(hào)，稱(chēng)為三聯(lián)體密

2、碼(triplet coden)。起始密碼(initiation coden): 終止密碼(termination coden): 第5頁(yè)/共90頁(yè)第六頁(yè)，共91頁(yè)。第6頁(yè)/共90頁(yè)第七頁(yè)，共91頁(yè)。第7頁(yè)/共90頁(yè)第八頁(yè)，共91頁(yè)。 由一種以上(yshng)密碼子編碼同一個(gè)氨基酸的現(xiàn)象稱(chēng)為簡(jiǎn)并（degeneracy），對(duì)應(yīng)于同一氨基酸的密碼子稱(chēng)為同義密碼子（synonymous codon）。第8頁(yè)/共90頁(yè)第九頁(yè)，共91頁(yè)。第9頁(yè)/共90頁(yè)第十頁(yè)，共91頁(yè)。第10頁(yè)/共90頁(yè)第十一頁(yè)，共91頁(yè)。線(xiàn)粒體與核DNA密碼子使用情況(qngkung)的比較第11頁(yè)/共90頁(yè)第十二頁(yè)，共91頁(yè)。編碼

3、蛋白質(zhì)氨基酸序列(xli)的各個(gè)三聯(lián)體密碼連續(xù)閱讀，密碼間既無(wú)間斷也無(wú)交叉。 第12頁(yè)/共90頁(yè)第十三頁(yè)，共91頁(yè)。 基因損傷引起mRNA閱讀框架內(nèi)的堿基發(fā)生插入或缺失，可能(knng)導(dǎo)致框移突變(frameshift mutation)。 第13頁(yè)/共90頁(yè)第十四頁(yè)，共91頁(yè)。第14頁(yè)/共90頁(yè)第十五頁(yè)，共91頁(yè)。轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的tRNA上的反密碼子需要通過(guò)堿基互補(bǔ)與mRNA上的遺傳密碼子反向配對(duì)結(jié)合，在密碼子與反密碼子的配對(duì)中，前兩對(duì)嚴(yán)格遵守堿基配對(duì)原則，第三對(duì)堿基有一定的自由度，可以“擺動(dòng)”，這種現(xiàn)象(xinxing)稱(chēng)為密碼子的擺動(dòng)性。 第15頁(yè)/共90頁(yè)第十六頁(yè)，共91頁(yè)。U擺動(dòng)(bi

4、dng)配對(duì)第16頁(yè)/共90頁(yè)第十七頁(yè)，共91頁(yè)。第17頁(yè)/共90頁(yè)第十八頁(yè)，共91頁(yè)。第18頁(yè)/共90頁(yè)第十九頁(yè)，共91頁(yè)。3OHACCAC- G U- A C- G U G5PCGC- G G-CCGCGGCCGUCAmCCTUAGmCCGCGAAGDDGmGDDDA ACmDAGAGCGAUGCAUACUGUAAAT環(huán)CCA末端DHU環(huán)反密碼子反密碼子環(huán)酵母(jiom)tRNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)與二級(jí)結(jié)構(gòu)氨基酸臂第19頁(yè)/共90頁(yè)第二十頁(yè)，共91頁(yè)。與密碼子配對(duì)(pi du)連接(linji)氨基酸第20頁(yè)/共90頁(yè)第二十一頁(yè)，共91頁(yè)。 核糖體是蛋白質(zhì)的合成部位，不同細(xì)胞(xbo)核糖體的組成

5、： 第21頁(yè)/共90頁(yè)第二十二頁(yè)，共91頁(yè)。第22頁(yè)/共90頁(yè)第二十三頁(yè)，共91頁(yè)。原核生物(shngw)翻譯過(guò)程中核糖體結(jié)構(gòu)模式:A位：氨基(nj)酰位(aminoacyl site)P位：肽酰位(peptidyl site)E位：排出(pi ch)位(exit site)第23頁(yè)/共90頁(yè)第二十四頁(yè)，共91頁(yè)。第24頁(yè)/共90頁(yè)第二十五頁(yè)，共91頁(yè)。第25頁(yè)/共90頁(yè)第二十六頁(yè)，共91頁(yè)。第26頁(yè)/共90頁(yè)第二十七頁(yè)，共91頁(yè)。（1）氨基(nj)酰-tRNA合成酶氨基酸 + tRNA氨基酰- tRNAATP AMPPPi氨基酰-tRNA合成酶第27頁(yè)/共90頁(yè)第二十八頁(yè)，共91頁(yè)。第28頁(yè)

6、/共90頁(yè)第二十九頁(yè)，共91頁(yè)。原核(yun h)生物中，起始氨基酸是： 起始AA-tRNA是：真核生物中，起始氨基酸是： 起始AA-tRNA是：甲酰甲硫氨酸fMet-tRNAfMet甲硫氨酸Met-tRNAMet（2）起始肽鏈合成(hchng)的氨基酰-tRNA第29頁(yè)/共90頁(yè)第三十頁(yè)，共91頁(yè)。第一步反應(yīng)(fnyng)氨基(nj)酸 ATP-E 氨基(nj)酰-AMP-E AMP PPi 第30頁(yè)/共90頁(yè)第三十一頁(yè)，共91頁(yè)。第二步反應(yīng)(fnyng)氨基(nj)酰-AMP-E tRNA 氨基(nj)酰-tRNA AMP E第31頁(yè)/共90頁(yè)第三十二頁(yè)，共91頁(yè)。tRNA氨基(nj)酰-

7、tRNA合成酶ATP第32頁(yè)/共90頁(yè)第三十三頁(yè)，共91頁(yè)。1）肽鏈的起始(q sh)第33頁(yè)/共90頁(yè)第三十四頁(yè)，共91頁(yè)。第34頁(yè)/共90頁(yè)第三十五頁(yè)，共91頁(yè)。IF-3IF-1翻譯起始(原核生物) 為例又可被分成4步： （P122） （1）核蛋白體大小(dxio)亞基分離第35頁(yè)/共90頁(yè)第三十六頁(yè)，共91頁(yè)。A U G53IF-3IF-1第36頁(yè)/共90頁(yè)第三十七頁(yè)，共91頁(yè)。第37頁(yè)/共90頁(yè)第三十八頁(yè)，共91頁(yè)。IF-3IF-1IF-2GTPA U G53第38頁(yè)/共90頁(yè)第三十九頁(yè)，共91頁(yè)。IF-3IF-1IF-2GTPGDPPiA U G53第39頁(yè)/共90頁(yè)第四十頁(yè)，共91

8、頁(yè)。IF-3IF-1A U G53IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi第40頁(yè)/共90頁(yè)第四十一頁(yè)，共91頁(yè)。第41頁(yè)/共90頁(yè)第四十二頁(yè)，共91頁(yè)。第42頁(yè)/共90頁(yè)第四十三頁(yè)，共91頁(yè)。mRNA eIF-6 GDP+PielF-5ATPADP+PielF4E, elF4G, elF4A, elF4B,PABMetMet-tRNAMet-elF-2 -GTP真核生物翻譯起始(q sh)復(fù)合物形成過(guò)程第43頁(yè)/共90頁(yè)第四十四頁(yè)，共91頁(yè)。2）肽鏈的延伸(ynshn)第44頁(yè)/共90頁(yè)第四十五頁(yè)，共91頁(yè)。第45頁(yè)/共90頁(yè)第四十六頁(yè)，共91頁(yè)。肽鏈合成(hchng)的延長(zhǎng)因子 第46頁(yè)/

9、共90頁(yè)第四十七頁(yè)，共91頁(yè)。需要消耗GTP，并需EF-Tu、EF-Ts兩種延伸(ynshn)因子第47頁(yè)/共90頁(yè)第四十八頁(yè)，共91頁(yè)。第48頁(yè)/共90頁(yè)第四十九頁(yè)，共91頁(yè)。通過(guò)(tnggu)延伸因子EF-Ts再生GTP,形成EF-TuGTP復(fù)合物 重新(chngxn)參與下一輪循環(huán)第49頁(yè)/共90頁(yè)第五十頁(yè)，共91頁(yè)。第50頁(yè)/共90頁(yè)第五十一頁(yè)，共91頁(yè)。第51頁(yè)/共90頁(yè)第五十二頁(yè)，共91頁(yè)。第52頁(yè)/共90頁(yè)第五十三頁(yè)，共91頁(yè)。fMetA U G53fMetTuGTP第53頁(yè)/共90頁(yè)第五十四頁(yè)，共91頁(yè)。進(jìn)位轉(zhuǎn)位成肽第54頁(yè)/共90頁(yè)第五十五頁(yè)，共91頁(yè)。當(dāng)mRNA上終止(zh

10、ngzh)密碼出現(xiàn)后，多肽鏈合成停止，肽鏈從肽酰-tRNA中釋出，mRNA、核蛋白體等分離，這些過(guò)程稱(chēng)為肽鏈合成終止(zhngzh)。 第55頁(yè)/共90頁(yè)第五十六頁(yè)，共91頁(yè)。 RF1：識(shí)別終止密碼子UAA和UAG 終止因子 RF2：識(shí)別終止密碼子UAA和UGA RF3：具GTP酶活性，刺激RF1和 RF2 活性，協(xié)助肽鏈的釋放（原核生物）真核生物只有一個(gè)終止(zhngzh)因子（eRF） 終止相關(guān)的蛋白因子稱(chēng)為(chn wi)終止因子或釋放因子(release factor, RF) 第56頁(yè)/共90頁(yè)第五十七頁(yè)，共91頁(yè)。原核肽鏈合成(hchng)終止過(guò)程 第57頁(yè)/共90頁(yè)第五十八頁(yè)，共

11、91頁(yè)。U A G53COO-第58頁(yè)/共90頁(yè)第五十九頁(yè)，共91頁(yè)。使蛋白質(zhì)合成高速(o s)、高效進(jìn)行。第59頁(yè)/共90頁(yè)第六十頁(yè)，共91頁(yè)。電鏡下的多聚核蛋白體現(xiàn)象(xinxing)第60頁(yè)/共90頁(yè)第六十一頁(yè)，共91頁(yè)。第 三 節(jié)第61頁(yè)/共90頁(yè)第六十二頁(yè)，共91頁(yè)。第62頁(yè)/共90頁(yè)第六十三頁(yè)，共91頁(yè)。第63頁(yè)/共90頁(yè)第六十四頁(yè)，共91頁(yè)。1）N端fMet或Met的切除(qich)第64頁(yè)/共90頁(yè)第六十五頁(yè)，共91頁(yè)。第65頁(yè)/共90頁(yè)第六十六頁(yè)，共91頁(yè)。4）切除新生肽鏈中非(zhn fi)功能片段第66頁(yè)/共90頁(yè)第六十七頁(yè)，共91頁(yè)。第67頁(yè)/共90頁(yè)第六十八頁(yè)，共91

12、頁(yè)。第68頁(yè)/共90頁(yè)第六十九頁(yè)，共91頁(yè)。第69頁(yè)/共90頁(yè)第七十頁(yè)，共91頁(yè)。第70頁(yè)/共90頁(yè)第七十一頁(yè)，共91頁(yè)。第71頁(yè)/共90頁(yè)第七十二頁(yè)，共91頁(yè)。 信號(hào)肽假說(shuō)認(rèn)為，編碼分泌蛋白的mRNA在翻譯時(shí)首先合成的是N 末端帶有疏水氨基酸殘基的信號(hào)肽，它被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的受體識(shí)別(shbi)并與之相結(jié)合。信號(hào)肽經(jīng)由膜中蛋白質(zhì)形成的孔道到達(dá)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)腔，隨即被位于腔表面的信號(hào)肽酶水解，由于它的引導(dǎo)，新生的多肽就能夠通過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜進(jìn)入腔內(nèi)，最終被分泌到胞外。翻譯結(jié)束后，核糖體亞基解聚、孔道消失，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜又恢復(fù)原先的脂雙層結(jié)構(gòu)。 第72頁(yè)/共90頁(yè)第七十三頁(yè)，共91頁(yè)。第73頁(yè)/共90頁(yè)第七十四頁(yè)，共

13、91頁(yè)。第74頁(yè)/共90頁(yè)第七十五頁(yè)，共91頁(yè)。2、翻譯后運(yùn)轉(zhuǎn)(ynzhun)機(jī)制第75頁(yè)/共90頁(yè)第七十六頁(yè)，共91頁(yè)。 在運(yùn)轉(zhuǎn)前大多以前體形式存在，由成熟蛋白質(zhì)和位于N端的一段前導(dǎo)肽組成(z chn)，當(dāng)前體蛋白過(guò)膜時(shí)，前導(dǎo)肽被多肽酶水解，釋放成熟蛋白質(zhì)；蛋白質(zhì)通過(guò)線(xiàn)粒體內(nèi)膜的運(yùn)轉(zhuǎn)是個(gè)需能過(guò)程；運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，首先由外膜上的Tom受體復(fù)合蛋白識(shí)別Hsp70或MSF等分子伴侶結(jié)合的待轉(zhuǎn)運(yùn)多肽，通過(guò)Tom和Tim組成(z chn)的膜通道進(jìn)入線(xiàn)粒體內(nèi)腔。 蛋白質(zhì)跨膜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的能量來(lái)自線(xiàn)粒體Hsp70引發(fā)的ATP水解和膜電位差第76頁(yè)/共90頁(yè)第七十七頁(yè)，共91頁(yè)。(2)葉綠體蛋白質(zhì)的跨膜運(yùn)轉(zhuǎn)(ynzhu

14、n)第77頁(yè)/共90頁(yè)第七十八頁(yè)，共91頁(yè)。（3）核定位蛋白(dnbi)的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制第78頁(yè)/共90頁(yè)第七十九頁(yè)，共91頁(yè)。第79頁(yè)/共90頁(yè)第八十頁(yè)，共91頁(yè)。（D）第80頁(yè)/共90頁(yè)第八十一頁(yè)，共91頁(yè)。（B）第81頁(yè)/共90頁(yè)第八十二頁(yè)，共91頁(yè)。(B、C、E）第82頁(yè)/共90頁(yè)第八十三頁(yè)，共91頁(yè)。（A、D）第83頁(yè)/共90頁(yè)第八十四頁(yè)，共91頁(yè)。A、D、E第84頁(yè)/共90頁(yè)第八十五頁(yè)，共91頁(yè)。D.啟動(dòng)基因的順序特征A第85頁(yè)/共90頁(yè)第八十六頁(yè)，共91頁(yè)。A第86頁(yè)/共90頁(yè)第八十七頁(yè)，共91頁(yè)。B第87頁(yè)/共90頁(yè)第八十八頁(yè)，共91頁(yè)。C第88頁(yè)/共90頁(yè)第八十九頁(yè)，共91頁(yè)。BDA第89頁(yè)/共90頁(yè)第九十頁(yè)，共91頁(yè)。NoImage