分子生物學(xué)：翻譯-精簡版

第四章

生物信息的傳遞（下）

——從RNA到蛋白質(zhì)一、遺傳密碼和翻譯系統(tǒng)（一）遺傳密碼的破譯1954年G.Gamov對(duì)破譯密碼首先提出了設(shè)想若一種堿基對(duì)應(yīng)與一種氨基酸，那么只可能產(chǎn)生4種氨基酸;若2個(gè)堿基編碼一種氨基酸的話，4種堿基共有42=16種不同的排列組合;3個(gè)堿基編碼一種氨基酸，經(jīng)排列組合可產(chǎn)生43=64種不同形式若是四聯(lián)密碼，就會(huì)產(chǎn)生44=256種排列組合三聯(lián)密碼的證實(shí)（1）1961年Crick和Brenner.S等證實(shí)了三聯(lián)密碼的真實(shí)性。他們用T4染色體上的一個(gè)基因（rⅡ位點(diǎn)）通過用原黃素（proflavin）處理，可以使DNA脫落或插入單個(gè)堿基，插入叫“加字”突變，脫落叫“減字”突變.無論加字和減字都可以引起移碼突變。Crick小組用這種方法獲得一系列的T4“加字”和“減字”突變，再進(jìn)行雜交來獲得加入或減少一個(gè)，二個(gè)，三個(gè)的不同堿基數(shù)的系列突變。通過這樣的方法他們發(fā)現(xiàn)加入或減少一個(gè)和二個(gè)堿基都會(huì)引起移碼突變，而加入或減少3個(gè)堿基時(shí)反而可以恢復(fù)正確的讀框，表明每個(gè)密碼子的確是由3個(gè)堿基組成的。在這篇文章中Crick對(duì)遺傳密碼提出了4個(gè)特點(diǎn)：3個(gè)堿基一組，編碼一個(gè)氨基酸密碼是不重疊的；堿基的順序從固定起點(diǎn)解讀,即mRNA具有固定的閱讀框；密碼子是簡并（degeneracy）的,即某個(gè)特定的氨基酸可以由幾個(gè)密碼子來編碼。三聯(lián)密碼的證實(shí)（2）

——利用突變來解讀密碼1960，A.Tsugita，H.Fraenkel-Connrat小組和H.G.Wittmann小組試圖通過用亞硝酸來對(duì)TMV進(jìn)行誘變。當(dāng)時(shí)根據(jù)亞硝酸誘變的原理，mRNA中的A→G或C→U。當(dāng)時(shí)已搞清了TMV肽鏈的一級(jí)結(jié)構(gòu)由159個(gè)氨基酸組成將突變型和野生型進(jìn)行比較就能確定肽鏈上氨基酸取代的位點(diǎn)和類型。他們一共獲得了約200個(gè)突變株，經(jīng)反復(fù)比較分析結(jié)果破釋了少數(shù)幾個(gè)密碼子，但他們直接地證實(shí)了密碼子是不重疊的。若當(dāng)時(shí)可以測序的話，用這一方法是可以破譯所有的密碼子。三聯(lián)密碼的證實(shí)（3）

——無細(xì)胞系統(tǒng)的建立1955S.Ocha在細(xì)菌中分離了多核苷酸磷酸化酶（polynucleotidephosphorylase）,它催化核糖核苷二磷酸的聚合，它不需要任何DNA模板就可合成.1961年Nirenberg在多核苷酸磷酸化酶發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上建立了無細(xì)胞系統(tǒng)。具體方法是:去模板：用DNAase處理E.coli抽提物，使DNA降解，除去原有的細(xì)菌模板。加入polU：合成了多聚苯丙氨酸，這一結(jié)果不僅證實(shí)了無細(xì)胞系統(tǒng)的成功，同時(shí)還表明UUU是苯丙氨酸的密碼子。分別加入polyA，polyC

和polyG

結(jié)果相應(yīng)地獲得了多聚賴氨酸，多聚脯氨酸和多聚甘氨酸。由于當(dāng)時(shí)還未分離RNApol酶，無法按設(shè)計(jì)的模板來合成RNA，Nirenberg又想出了一種新的方法，就是按一定的堿基比例來合成RNA。按比例加入２種核苷混合的多聚物比如在底物中加5份的UDP和1份的GDP，堿基比為U：G＝5：1，它們能組成8種三聯(lián)體：

UUU，UUG，UGU，GUU，GGG，GGU，GUG，UGG。U和G將隨機(jī)地加入到三聯(lián)體中，這樣按比例各個(gè)位子上進(jìn)入U(xiǎn)和G的概率不同，如氨基酸測定結(jié)果：UUU：UGG＝（555）:（511）＝25:1同理UUU：UUG＝5:1，根據(jù)檢測結(jié)果推測:苯丙氨酸（UUU）：半胱氨酸（UGU）＝5:1苯丙氨酸（UUU）：纈氨酸（GUU）＝5:1苯丙氨酸（UUU）：甘氨酸（GGU）＝25:1苯丙氨酸的密碼子是已知的，由3個(gè)U組成那么:半胱氨酸一定是由2個(gè)U，1個(gè)G組成；纈氨酸同樣如此；甘氨酸應(yīng)是由一個(gè)U兩個(gè)G組成。Ochoa,S.及其合作者也采用該方法，兩組展開了激烈的競爭，經(jīng)過兩個(gè)組一年多的努力，結(jié)果搞清了各種氨基酸的堿基組成。但是并不知其順序。Nirenberg于1964年又采用三聯(lián)體結(jié)合實(shí)驗(yàn)，一舉破譯了所有密碼，取得了重大的突破。三聯(lián)密碼的證實(shí)（4）

——三聯(lián)體結(jié)合實(shí)驗(yàn)1964年Nirenberg又采用三聯(lián)體結(jié)合實(shí)驗(yàn)，這個(gè)方法的思路是建立在兩項(xiàng)基礎(chǔ)上的：tRNA和氨基酸及三聯(lián)體的結(jié)合是特異的；上述結(jié)合的復(fù)合體大分子是不能通過硝酸纖維濾膜的微孔，而tRNA-氨基酸的復(fù)合體是可以通過的。三聯(lián)密碼的證實(shí)（5）

——利用重復(fù)共聚物Khorara采用了有機(jī)合成一條短的單鏈DNA重復(fù)順序，然后用DNApolI合成其互補(bǔ)鏈，再用RNApol及不同的底物合成兩條重復(fù)的RNA共聚物，作為翻譯的mRNA，加入到體外表達(dá)系統(tǒng)中。用二個(gè)或三個(gè)、四個(gè)核苷酸構(gòu)造重復(fù)共聚體來確定密碼子重復(fù)順序可組成的三聯(lián)密碼多肽的氨基酸組成(UC)nUCU-CUCSer-Leu(UUC)n(UUC);(UCU);(CUU)polyPhe,polySer,polyLeu(UUAC)n(UUA-CUU-ACU-UAC)Leu-Leu-Thr-TyeKhorana就用這種方法將所有的遺傳密碼都破譯了。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)還同時(shí)證實(shí)了：三聯(lián)密碼的正確性，以及兼并的存在。

三聯(lián)密碼的證實(shí)（5）

——利用重復(fù)共聚物各種氨基酸密碼子的數(shù)目和氨基酸在蛋白質(zhì)中出現(xiàn)的頻率不成正比終止密碼子的確定

1964年Yanofsky在研究E.coli色氨酸合成酶A蛋白時(shí)推測無義密碼子(nonsensecodons)（即終止密碼子）的存在。1965年Weigert,M.和Garen,A由堿性磷酸酶基因中色氨酸位點(diǎn)的氨基酸的置換證明E.coli中無義密碼子的堿基組成揭示了琥珀和赭石（ochre）突變基因分別是終止密碼子UAG和UAA。終止密碼子的確定1967年Brenner和Crick證明UGA是第三個(gè)無義密碼子。根據(jù)無義突變的三種昵稱，三個(gè)終止密碼子：UAA叫赭石（ochre）密碼子（相應(yīng)于赭石突變）；UAG叫琥珀(amber)密碼子（相應(yīng)于琥珀突變）；UGA叫蛋白石（opal）密碼子（相應(yīng)于蛋白石突變）或乳白密碼子。起始密碼子的確定

在Nirenberg的三聯(lián)體結(jié)合實(shí)驗(yàn)和Khorana的重復(fù)共聚物的體外翻譯實(shí)驗(yàn)中。合成能從任何堿基起始。但在體內(nèi)卻并非如此，而是需要一個(gè)起始密碼子(initiatorcodons)。將各種蛋白質(zhì)的氨基酸順序和其編碼順序相比較，起始時(shí)都是AUG密碼子，讀碼也都相同，在原核細(xì)胞中它編碼甲酰甲硫氨酸，在真核細(xì)胞中編碼未經(jīng)修飾的甲硫氨酸。當(dāng)正常的AUG起始密碼子缺失時(shí)，GUG也為起始密碼子。但在離體條件下GUG的起始翻譯的效率要比AUG低得多，可能因?yàn)樗图柞＜琢虬彼?tRNA的親和力較低，這也可以作為調(diào)控該基因表達(dá)的一種手段。（二）遺傳密碼的特點(diǎn)遺傳密碼是三聯(lián)體密碼。遺傳密碼無逗號(hào)。遺傳密碼是不重迭的。遺傳密碼具有通用性。遺傳密碼具有簡并性(degeneracy(synonyms)。密碼子有起始密碼子和終止密碼子。反密碼子中的“擺動(dòng)”（wobble）擺動(dòng)假說(wobblehypothesis)是由Crick.F（1966年）提出的。即當(dāng)tRNA的反密碼子與mRNA的密碼子配對(duì)時(shí)前兩對(duì)嚴(yán)格遵守堿基互補(bǔ)配對(duì)法則，但第三對(duì)堿基有一定的自由度可以“擺動(dòng)”。擺動(dòng)假說也稱為三中讀二（2outof3reading）遺傳密碼中的擺動(dòng)反密碼子5′端密碼子3′端可配對(duì)堿基GU或CCGAUUA或GI（次黃嘌呤）A、U或C有義密碼子(sensecodons)雖有61個(gè)，但反密碼子由于的擺動(dòng)可能少于61個(gè)。原核和真核細(xì)胞都只有約30種反密碼子

三中讀二一般可分為三種情況：第１,２兩個(gè)堿基形成６個(gè)氫鍵時(shí)，可三中讀二。如ＣＣＸ，ＣＧＸ，ＧＣＸ和ＧＧＸ。第1,2兩個(gè)堿基形成4個(gè)氫鍵時(shí),不可三中讀二。如AAX，ＡＵＸ，ＵＡX和ＵＵＸ。第１，２兩個(gè)堿基形成５個(gè)氫鍵時(shí),當(dāng)?shù)诙€(gè)堿基為嘧啶時(shí)，可三中讀二；如ＵＣＸ，ＡＣＸ，ＣＵＸ和ＧＵＸ。當(dāng)?shù)诙€(gè)堿基為嘌呤時(shí)則不能三中讀二，如ＣＡＸ，ＧＡＸ，ＵＧＸ和ＡＧX。（三）tRNA的結(jié)構(gòu)和功能

（一）三葉草型的二維結(jié)構(gòu)tRNA的長度范圍一般為74~95個(gè)堿基，其中22個(gè)堿基是恒定的。5’端和3’端配對(duì)（常為7bp）形成莖區(qū)，稱為受體臂（acceptorarm）或稱氨基酸臂。在3’端永遠(yuǎn)是4個(gè)堿基（XCCA）的單鏈區(qū)，在其末端有2’-OH或3’-OH，是被氨基?；稽c(diǎn)。此臂負(fù)責(zé)攜帶特異的氨基酸。

TψC常由5bp的莖和7Nt和環(huán)組成。此臂負(fù)責(zé)和核糖體上的rRNA識(shí)別結(jié)合；反密碼子臂(anticodonarm)常由5bp的莖區(qū)和7Nt的環(huán)區(qū)組成，它負(fù)責(zé)對(duì)密碼子的識(shí)別與配對(duì)。D環(huán)(Darm)的莖區(qū)長度常為4bp，也稱雙氫尿嘧啶環(huán)。負(fù)責(zé)和氨基酰tRNA聚合酶結(jié)合;額外環(huán)(extraarm)可變性大，從4Nt到21Nt不等，其功能是在tRNA的L型三維結(jié)構(gòu)中負(fù)責(zé)連接兩個(gè)區(qū)域（D環(huán)－反密碼子環(huán)和TψC-受體臂）。三葉草型的二維結(jié)構(gòu)氨基酸受體臂位于L型的一側(cè)，距反密碼子環(huán)約70?D環(huán)和TψC環(huán)形成“L”的轉(zhuǎn)角抑制子tRNA在分析tRNA與mRNA上密碼子的作用能力和檢測tRNA分子上不同部位對(duì)密碼子－反密碼子的識(shí)別作用時(shí)，經(jīng)常會(huì)用到分離突變的tRNA的方法。有些tRNA的突變體能抑制蛋白質(zhì)編碼基因中的突變所造成的影響，我們把這種突變的tRNA稱為抑制子tRNA。在tRNA抑制系統(tǒng)中，最初的突變改變了mRNA上的密碼子，使產(chǎn)生的蛋白質(zhì)不再有功能。隨后，抑制突變改變了tRNA上的反密碼子，使它能夠識(shí)別突變的密碼子而不是(或也能)識(shí)別它最初的靶密碼子。這時(shí)插入的氨基酸又恢復(fù)了蛋白的功能。依據(jù)最初突變的性質(zhì)，把這種抑制子稱為無義抑制子(nonsensesuppressor)或是錯(cuò)義抑制子(missensesuppressor)。無義抑制錯(cuò)義抑制（四）氨基酰-tRNA的形成氨基酸進(jìn)入蛋白質(zhì)合成途徑是通過氨基酰-tRNA合成酶，這種酶將氨基酸和特異的tRNA連接起來。通過構(gòu)象、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及化學(xué)等不同途徑分別對(duì)tRNA和氨基酸進(jìn)行鑒別校對(duì)。氨基酰-tRNA合成酶將tRNA和氨基酸分成相應(yīng)的組，每種合成酶都能識(shí)別單一的氨基酸和所有能攜帶它的tRNA，然后將相應(yīng)的氨基酸和tRNA裝配起來。攜帶同種氨基酸的不同tRNA稱為同工tRNA(isoacceptingtRNA）。因?yàn)樗鼈儽煌粋€(gè)合成酶識(shí)別，所以也稱為同族tRNA（cognatetRNA）。氨基酰-tRNA的形成氨基酰-tRNA合成酶氨酰tRNA合成酶的校讀功能tRNA和合成酶的結(jié)合通過兩步反應(yīng)來進(jìn)行，相關(guān)tRNA對(duì)結(jié)合位點(diǎn)有很高的親和性，因此結(jié)合較快，解離較慢。隨著tRNA的結(jié)合，此酶就要“審查”這個(gè)被結(jié)合的tRNA。若是正確的tRNA，那么通過酶構(gòu)象的改變使結(jié)合更為穩(wěn)定。接著迅速的發(fā)生氨基?；?。若是錯(cuò)的tRNA，構(gòu)象不會(huì)發(fā)生改變，結(jié)果反應(yīng)過程變得很慢，這樣增加tRNA在負(fù)載前從酶中解離出來的機(jī)會(huì)。這種控制的類型稱為動(dòng)力學(xué)校對(duì)（kineticproofreading）。在氨基酰tRNA合成酶中，氨基酸的特異性通過逆反應(yīng)進(jìn)行校對(duì)稱為化學(xué)校對(duì)（chemicalproofreading）。在校對(duì)一個(gè)錯(cuò)誤氨基酸時(shí)有兩個(gè)階段可以進(jìn)行。一個(gè)是校對(duì)錯(cuò)誤的氨基酰-腺苷。另一個(gè)是校對(duì)錯(cuò)誤的氨基酰-tRNA。兩個(gè)步驟都需要正確的tRNA存在。Ile-tRNA合成酶活化位點(diǎn)水解位點(diǎn)二、蛋白質(zhì)的合成蛋白質(zhì)合成分為三步：起始(Initiation)：包括蛋白質(zhì)起始的兩個(gè)氨基酸之間形成肽鍵之前的反應(yīng)。這需要核糖體與mRNA結(jié)合，形成起始復(fù)合物，其中含有第一個(gè)氨酰-tRNA。這一步反應(yīng)速度在蛋白質(zhì)合成中是相對(duì)較慢的，通常是翻譯的限速步驟。延伸(Elongation)：包括從第一個(gè)肽鍵形成到最后一個(gè)氨基酸摻入過程中所有的反應(yīng)。氨基酸的摻入非常迅速，是蛋白質(zhì)合成中最快的步驟。終止(Termination)：包括釋放完整的多肽鏈及核糖體與mRNA分離。每一步都需要不同的輔助因子參與，能量由GTP水解提供。核糖體的作用位點(diǎn)A位點(diǎn)(或稱acceptorsite):可以進(jìn)入氨基酰-tRNA(aminoacyl-tRNA)。P位點(diǎn)(或稱供位，donorsite):

是被肽基酰-tRNA(peptidyl-tRNA)所占據(jù)。E位點(diǎn)(Exitsite):脫酰tRNA(deacylated-tRNA)短暫地占據(jù)。（一）翻譯的起始

I在細(xì)菌中翻譯的起始IF-3是30S亞基與mRNA起始位點(diǎn)的特異結(jié)合所必須的。IF-2是特異地和起始子tRNA結(jié)合并把它帶到核糖體中。其還具有核糖體依賴的GTP酶活性。IF-1僅作為完整的起始復(fù)合物的一部分,與30S亞基A位點(diǎn)結(jié)合，阻止氨酰-tRNA的進(jìn)入，它的占位還可阻止30S亞基與50S亞基的結(jié)合。起始tRNA所有蛋白質(zhì)的起始氨基酸都相同為甲硫氨酸。肽鏈合成起始的信號(hào)是一個(gè)專一的起始密碼子(InitiationCodon)，這個(gè)密碼子也標(biāo)志著讀碼框的起始。通常情況下，起始密碼子為AUG，但在細(xì)菌中也可能是GUG和UUG。AUG編碼甲硫氨酸，有兩種tRNA可攜帶這種氨基酸。一種用于起始，另一種用于延伸。在細(xì)菌和真核生物細(xì)胞器(如線粒體)中，tRNA起始子攜帶的甲硫氨酸殘基在氨基端被甲?；蔀榘奔柞＜琢虬彼醫(yī)RNA。這種tRNA寫作tRNAfMet。這種氨酰-tRNA的名字通常被縮寫為fMet-tRNAf。它識(shí)別的密碼子為AUG或GUG(偶爾也識(shí)別UUG)。這些密碼子被識(shí)別的程度不同，若將AUG替換為GUG，則起始的效率將會(huì)降低大約一半，若替換為UUG，則效率將會(huì)在這個(gè)基礎(chǔ)上又降低大約一半。fMet-tRNAf與Met-tRNAm有什么不同fMet-tRNAf與Met-tRNAm有什么不同甲酰化并不是必不可少的，因?yàn)闆]有甲酰化的Met-tRNAf

也能行使起始子的功能，但甲?；芴岣進(jìn)et-tRNAf與IF-2結(jié)合的效率。除了tRNAfMet

以外，所有tRNA氨基酸臂末端的幾對(duì)堿基都是配對(duì)的。如果在此位置突變使之配對(duì)，則該Met－tRNAf也將能參與延伸。因此，此位置的不配對(duì)堿基阻止該tRNA參與延伸，并且，這種不配對(duì)也是甲酰化所需的。tRNAfMet在反密碼子環(huán)的莖上有3對(duì)G-C,若發(fā)生突變將會(huì)阻止其進(jìn)入P位點(diǎn)。起始密碼子的識(shí)別一個(gè)mRNA分子中含有許多AUG密碼子，那么，起始密碼子是怎樣被識(shí)別并被作為翻譯起始位點(diǎn)的呢？在細(xì)菌中被核糖體保護(hù)的起始序列長~30個(gè)堿基。不同的細(xì)菌mRNA中的核糖體結(jié)合位點(diǎn)都有相同的特點(diǎn)：AUG(或偶爾GUG或UUG)起始密碼子總是位于被保護(hù)的序列中。在AUG上游10個(gè)堿基以內(nèi)有一段序列接近或同下面的序列完全相同：5′…AGGAGGU…3′這段多嘌呤的序列被稱為SD(Shine-Dalgarno)序列。它與16SrRNA上靠近3′一段保守序列配對(duì)。以反方向?qū)懗鰎RNA中的這段序列如下：3′…UCCUCCA…5′在細(xì)菌和線粒體中，甲?；臍埢怯梢环N專一的去甲?；?Deformylase)催化去掉的，這種反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生普通的氨基端。如果蛋白質(zhì)氨基端最終氨基酸是甲硫氨酸，則只需要這一步反應(yīng)。在大約一半的蛋白質(zhì)中，末端的甲硫氨酸被一種稱為氨肽酶(Aminopeptidase)的酶去掉，產(chǎn)生一個(gè)攜帶R2的新的N端。如果這兩個(gè)反應(yīng)都需要，則按順序進(jìn)行。去除反應(yīng)發(fā)生很快，很可能在新生肽鏈達(dá)到15個(gè)氨基酸長度時(shí)完成。真核生物中沒有與SD序列配對(duì)的五個(gè)基本堿基CCUCC。真核生物中，mRNA和18SrRNA似乎沒有配對(duì)。這是真核與原核生物起始機(jī)制很重要的不同之處。在體外實(shí)驗(yàn)中，將mRNA的帽子去掉后，發(fā)現(xiàn)翻譯效率降低。這暗示著什么？有時(shí)AUG起始密碼子位于mRNA5′末端40個(gè)堿基以內(nèi)，使帽結(jié)構(gòu)和AUG都位于核糖體結(jié)合的范圍之內(nèi)。但在很多mRNA中帽結(jié)構(gòu)和AUG之間的距離要遠(yuǎn)的多，最遠(yuǎn)可達(dá)到~1000個(gè)堿基。然而，帽結(jié)構(gòu)的存在對(duì)在起始密碼子形成穩(wěn)定的復(fù)合物是必要的。核糖體是怎樣兼顧距離如此遠(yuǎn)的兩個(gè)位點(diǎn)的呢？II真核生物蛋白質(zhì)合成的起始“掃描”模型決定因素：在AUG前三個(gè)堿基位置上的嘌呤(A或G)和隨后的G是最重要的。序列特點(diǎn)：NNNPuNNAUGG稱為Kozak序列真核生物細(xì)胞質(zhì)中的翻譯起始需要AUG作為起始位點(diǎn)。起始tRNA是一種不同的類型，但其所帶的甲硫氨酸沒有被甲?；?。它稱為tRNAiMet。所以起始與延伸中所用的Met-tRNA之間的區(qū)別只是在tRNA上有所不同，Met-tRNAi用于起始，Met-tRNAm用于延伸。在酵母中，起始tRNAiMet至少有兩個(gè)獨(dú)特的特點(diǎn)；它有一種特殊的三級(jí)結(jié)構(gòu)，在64號(hào)堿基的2`核糖位置被磷酸化(如果不存在這一修飾則起始子可用于延伸)?？梢娫谡婧松镏杏糜谄鹗己陀糜谘由斓腗et-tRNA不同的這一規(guī)律依然保存著，只是結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)不同于細(xì)菌。真核生物蛋白質(zhì)合成起始的輔助因子與Met-tRNAi組成復(fù)合體與5`端的mRNA組成起始復(fù)合體使mRNA－轉(zhuǎn)錄因子復(fù)合體與Met-tRNAi轉(zhuǎn)錄因子復(fù)合體結(jié)合確保核糖體從5`端掃描mRNA直到第一個(gè)AUG在起始位點(diǎn)探測tRNA起始子與AUG的結(jié)合介導(dǎo)60S亞基的加入只有當(dāng)eIF2和eIF3被釋放后，60S亞基才能與起始復(fù)合物結(jié)合。這個(gè)過程由eIF5調(diào)節(jié)，并引起eIF2水解GTP。該反應(yīng)發(fā)生在核糖體小亞基內(nèi)，并需要tRNA起始子與AUG起始密碼子的配對(duì)。當(dāng)80S核糖體形成后，幾乎所有剩余的因子均被釋放。釋放的因子，可以與其他tRNA起始子及核糖體亞基結(jié)合以參與另一輪起始循環(huán)（這需要eIF2B幫助，用GTP置換GDP再生eIF2）。eIF2是調(diào)控的靶標(biāo)。幾種激酶能作用于eIF2的α亞基。磷酸化能阻止eIF2B再生出它的活性形式，這將eIF2B的作用限制在一次起始循環(huán)內(nèi)，從而阻止了蛋白質(zhì)的合成。對(duì)一些病毒(如脊髓灰質(zhì)炎病毒)來說還存在著別的起始方式，在這些病毒的RNA內(nèi)部存在著IRES(內(nèi)部核糖體進(jìn)入位點(diǎn),internalribosomeentrysite)位點(diǎn)，根據(jù)它們與40S亞基的相互作用方式可分為：一種IRES序列包括AUG起始密碼子，通過使用5`端起始相同的因子，40S亞基可以直接結(jié)合它。另一些則位于AUG上游大約100個(gè)堿基的位置，需要40S亞基的移動(dòng)，同樣以掃描的機(jī)制。一個(gè)特例是丙肝病毒的IRES。它可直接結(jié)合40S亞基而無需任何起始因子。（二）肽鏈合成的延伸延伸因子（elongationfactor）EF-Tu:與氨基酰tRNA及GTP結(jié)合當(dāng)GTP存在時(shí)，EF-Tu呈活性狀態(tài)。當(dāng)GTP水解成GDP時(shí)，EF-Tu便失活。GDP被GTP取代后，它又恢復(fù)活性。EF-Ts:介導(dǎo)將使用過的EF-Tu-GDP轉(zhuǎn)化為有活性的EF-Tu-GTPEF-G:結(jié)合核糖體和GTP這個(gè)三元復(fù)合物只能結(jié)合在P位點(diǎn)已被肽酰-tRNA占據(jù)的核糖體的A位點(diǎn)上。這個(gè)反應(yīng)很嚴(yán)格，能保證氨酰-tRNA和肽酰-tRNA都處于正確的位置并形成肽鍵。每個(gè)細(xì)菌中有~70,000個(gè)分子的EF-Tu(占細(xì)菌蛋白質(zhì)總量的5%)，這個(gè)數(shù)字接近氨酰-tRNA的分子數(shù)。這暗示大多數(shù)氨酰-tRNA都會(huì)參與三元復(fù)合物的形成。每個(gè)細(xì)胞中的EF-Ts的數(shù)量只有~10,000(大約同核糖體的數(shù)量相同)。對(duì)真核生物來說，eEF-1α負(fù)責(zé)攜帶氨酰-tRNA進(jìn)入核糖體，這個(gè)反應(yīng)同樣涉及到GTP中高能鍵的裂解。它與它在原核生物中的對(duì)應(yīng)蛋白質(zhì)(EF-Tu)有同源性，而且，它也同樣是一種大含量的蛋白質(zhì)。當(dāng)GTP被水解后，在因子eEF-1βγ的作用下又會(huì)變?yōu)榛钚孕问?，這個(gè)因子與EF-Ts對(duì)應(yīng)。進(jìn)位反應(yīng)EF-Tu-GTP的水解相對(duì)較慢：因?yàn)檫@需要的時(shí)間比一個(gè)不正確摻入的氨酰-tRNA從A位點(diǎn)解離要長，很多不正確的氨酰-tRNA就是在這個(gè)步驟被矯正的。在水解后EF-Tu-GDP的釋放也很慢，所以那些不正確摻入的氨酰-tRNA在這一步驟有可能解離下來。轉(zhuǎn)位反應(yīng)當(dāng)多肽鏈從P位點(diǎn)的肽酰-tRNA上轉(zhuǎn)移到A位點(diǎn)的aa-tRNA上時(shí)，核糖體仍保持在原來的mRNA位置上。負(fù)責(zé)肽鏈合成的活性被稱為肽基轉(zhuǎn)移酶(peptidyltransferase)。核糖體沿著mRNA向前推進(jìn)一個(gè)密碼子。易位導(dǎo)致脫酰-tRNA從P位點(diǎn)移出，進(jìn)入E位點(diǎn)使新的肽酰-tRNA可以進(jìn)入P位點(diǎn)，空著的A位點(diǎn)是為下一個(gè)密碼子相應(yīng)的氨基酰-tRNA的進(jìn)入作好準(zhǔn)備移位需要GTP和延伸因子EF-G易位反應(yīng)EF-G與氨酰-tRNA-EF-Tu-GDP三元復(fù)合物競爭同一個(gè)結(jié)合位點(diǎn)。每種因子在離開核糖體后另一種因子才能結(jié)合，這種機(jī)制保證蛋白質(zhì)合成有序的進(jìn)行。引發(fā)易位作用，核糖體發(fā)生移動(dòng)后它被釋放。這是易位作用機(jī)制中的重要組成部分每個(gè)細(xì)胞中約有2000個(gè)分子，每個(gè)核糖體約有一個(gè)拷貝的EF-G在真核生物中與EF-G對(duì)應(yīng)的是eEF-2，它的功能與依賴GTP水解的易位酶(Translocase)相似。梭鏈孢酸也能抑制它的作用。eEF-2-GTP復(fù)合物很穩(wěn)定，并可被分離出來，復(fù)合物可以結(jié)合到核糖體上，并隨后水解GTP。梭鏈孢酸黃色霉素（三）肽鏈合成的終止

3個(gè)終止密碼子可結(jié)束蛋白質(zhì)的合成。在細(xì)菌的基因中，UAA是最常用的終止密碼，UGA又要比UAG重要。沒有一個(gè)終止密碼子具有相應(yīng)的tRNA。它們的功能完全不同于其他的密碼子，而是直接被蛋白質(zhì)因子所識(shí)別。在E.coli中有兩種相關(guān)蛋白催化終止，它們被稱為釋放因子(releasefactors，RF)，它們對(duì)不同的終止密碼子是特異的。RF1識(shí)別UAA和UAG；RF2識(shí)別UGA和UAA。這兩種因子作用于核糖體A位點(diǎn)且需要P位點(diǎn)的肽酰-tRNA存在。它們都需要第三個(gè)因子，RF3(II型)的幫助。釋放因子的水平比起始因子及延伸因子低得多；每個(gè)細(xì)胞中有~600個(gè)分子，相當(dāng)于每10個(gè)核糖體含有1個(gè)RF分子。I型RF1和RF2識(shí)別終止密碼子并活化核糖體使之水解肽酰-tRNA。將多肽鏈從tRNA上剪切下來的反應(yīng)與通常的肽酰轉(zhuǎn)移反應(yīng)類似，只是它的受體是H2O，而不是氨酰-tRNA。接下來RF1和RF2在RF3的作用下從核糖體上解離下來。RF3是一種GTP結(jié)合蛋白，同EF-Tu及EF-G的GTP結(jié)合結(jié)構(gòu)域相似，RF1/2與EF-G的C末端相似，EF-G則與tRNA相似。這提示RF3與RF1/2的反應(yīng)利用了延伸因子所用的位點(diǎn)。這三種因子擁有相似的形狀并可結(jié)合在核糖體的同一個(gè)位點(diǎn)上(很可能是A位點(diǎn)或與其有重合的位點(diǎn))。真核生物中，只有一種稱為eRF1的I型釋放因子，其能識(shí)別全