翻譯及其后加工

翻譯及其翻譯后加工翻譯及其翻譯后加工主要成分

1)核糖體

2)mRNAs3)tRNAs4)氨酰-tRNA合成酶(aaRS)5)起始因子、延伸因子和終止釋放因子翻譯的一般性質(zhì)翻譯的詳細(xì)機(jī)制翻譯后加工分揀和定向核糖體的主要功能定位A部位—氨酰tRNA結(jié)合部位，也稱為受體部位；P部位—肽酰tRNA結(jié)合部位；E部位—空載tRNA臨時(shí)結(jié)合的部位；肽酰轉(zhuǎn)移酶）活性部位—催化肽鍵形成的部位；mRNA結(jié)合部位；多肽鏈離開通道—正在延伸的多肽鏈離開核糖體的通道；一些可溶性蛋白質(zhì)因子（起始因子、延伸因子和終止因子）的結(jié)合部位。核糖體的分類與組成

核糖體的三維結(jié)構(gòu)模型和主要的功能部位原核細(xì)胞核糖體的各種功能部位原核細(xì)胞核糖體的各種功能部位真核細(xì)胞多聚核糖體的結(jié)構(gòu)原核生物多順?lè)醋觤RNA和真核生物單順?lè)醋觤RNA的翻譯

tRNA的結(jié)構(gòu)與功能二級(jí)結(jié)構(gòu)與三級(jí)結(jié)構(gòu)同工受體tRNA-攜帶同種氨基酸的不同tRNA個(gè)性-“第一套遺傳密碼”某些特殊的tRNAs1)起始tRNA:tRNAf

Met

和tRNAiMet2)校正tRNA3)tmRNA常見的tRNA的個(gè)性（大腸桿菌）tRNA個(gè)性丙氨酸絲氨酸纈氨酸谷氨酰胺苯丙氨酸異亮氨酸蛋氨酸受體莖中的G3:U70堿基對(duì)受體莖中G1:C72、G2:C71、A3:U70堿基對(duì),D莖中的C11:G24堿基對(duì)反密碼子反密碼子,特別是其中的U反密碼子,D環(huán)中的G20,3′端的A73U35反密碼子幾種tRNA的個(gè)性一種完全是人工合成的保留有G3:U70微螺旋仍然能攜帶Ala大腸桿菌起始tRNA的結(jié)構(gòu)氨酰-tRNA合成酶（aaRS）兩步反應(yīng)機(jī)制：

1)ATP+氨基酸(AA)-->AA-AMP+PPi

2)tRNA+AMP-AA-->AA-tRNA+AMP分類

1)第一類aaRS2)第二類IIaaRS校對(duì)機(jī)制-在裝載氨基酸水平的質(zhì)量控制

1)aaRS是對(duì)氨基酸“身份”進(jìn)行檢查唯一的場(chǎng)所

2)核糖體不在乎哪一種氨基酸與tRNA相連

3)實(shí)載的tRNA被修飾后仍然能起作用

4)裝載前和裝載后編輯

5)雙篩機(jī)制兩類氨酰-tRNA合成酶的催化機(jī)理兩類aaRS第一類aaRS一般是單體酶，含有一個(gè)平行β-折疊核心和由兩段同源的氨基酸一致序列HIGH和KMSKS組成的Rossman折疊，該結(jié)構(gòu)模體參與ATP的結(jié)合和酶的催化。此類aaRS識(shí)別的tRNA個(gè)性通常包括反密碼子環(huán)內(nèi)的核苷酸殘基和受體莖，一般在受體莖小溝一側(cè)與tRNA結(jié)合，緊握反密碼子環(huán)，將tRNA接受氨基酸的一端置于活性中心，最后總是先將氨基酸轉(zhuǎn)移到tRNA3′-端腺苷酸的2′-OH上，然后再通過(guò)轉(zhuǎn)酯反應(yīng)轉(zhuǎn)移到3′-OH。由此類酶催化的氨基酸有Arg、Cys、Gln、Glu、Ile、Leu、Met、Trp、Tyr和Val。第二類aaRS通常為寡聚酶，并沒(méi)有上述一致序列，但具有另外的保守序列，由它們形成三種首尾相連的同源結(jié)構(gòu)基序，其中第一種參與二聚體的形成，另一種是“簽名”模體，由7段反平行的β折疊、3段相鄰的α-螺旋和一種不多見的負(fù)責(zé)結(jié)合核苷酸的折疊組成，由它和第三種結(jié)構(gòu)基序一起組成了酶活性中心的核心部分。這些酶結(jié)合tRNA分子的另一面（受體莖大溝一側(cè)），識(shí)別的個(gè)性不包括反密碼子環(huán)，最后總是將氨基酸轉(zhuǎn)移到tRNA3'-端腺苷酸的3′-OH上（苯丙氨酰-tRNA除外）。由此類酶催化的氨基酸有Ala、Asn、Gly、Asp、His、Lys、Phe、Pro、Ser和Thr。aaRS的校對(duì)機(jī)制裝載前編輯

1)有時(shí)aaRS激活錯(cuò)誤的氨基酸

2)正確的tRNA與酶的結(jié)合誘導(dǎo)aa-AMP的水解，而不是裝載

3)aa-AMP被轉(zhuǎn)移到酶的編輯中心而水解裝載后編輯

1)有時(shí)aaRS激活錯(cuò)誤的氨基酸，并將其轉(zhuǎn)移到tRNA上

2)錯(cuò)誤的aa-tRNA在被釋放之前被轉(zhuǎn)移到酶的編輯中心水解雙篩機(jī)制

1)難以建立完美的活性中心

2)活性中心和編輯中心層層把關(guān)，排除錯(cuò)誤的氨基酸使用雙篩機(jī)制的實(shí)例-IleRS一篩：酶活性中心優(yōu)先結(jié)合正確的同源氨基酸，體積比同源氨基酸大的因?yàn)闊o(wú)法進(jìn)入活性中心首先被排除；二篩：酶的編輯中心對(duì)錯(cuò)誤的非同源氨基酸進(jìn)行編輯，大小合適小的誤載的氨酰-AMP或氨酰-tRNA在校對(duì)中心被水解“出局”。以IleRS為例，如果Val進(jìn)入它的活性中心，并發(fā)生了第一步反應(yīng)，生成Val-AMP，但Val-AMP會(huì)被送入編輯中心進(jìn)行編輯，水解誤載的Val。由于aaRS具有內(nèi)在的校對(duì)機(jī)制，因此在細(xì)胞內(nèi)形成誤載的氨酰-tRNA的可能性非常低。氨酰-tRNA合成酶的雙篩機(jī)制實(shí)驗(yàn)(1962)tRNACys-ACA反密碼子(識(shí)別編碼Cys的UGU

密碼子)無(wú)細(xì)胞抽取物,氨基酸,aaRS

Cys-tRNACys-ACA蛋白質(zhì)含有CysRNA模板UGUGUGUGUG...使用金屬鎳催化劑，去除巰基Ala-tRNACys-ACARNA模板UGUGUGUGUG...蛋白質(zhì)含有Ala輔助蛋白因子蛋白質(zhì)合成的每一步都需要一些特殊的可溶性的蛋白質(zhì)因子的參與，包括起始因子（IF）、延伸因子（EF）、釋放因子（RF）和核糖體循環(huán)因子（RRF），它們分別參與肽鏈合成的起始、延伸、肽鏈釋放和核糖體循環(huán)。其中的某些蛋白質(zhì)因子為小分子G蛋白，原核生物參與翻譯的起始因子、延伸因子和終止因子的結(jié)構(gòu)與功能

真核生物參與翻譯的起始因子、延伸因子和終止因子的結(jié)構(gòu)與功能

蛋白質(zhì)生物合成的一般特征mRNA、tRNA和核糖體起相同的作用翻譯的極性：閱讀mRNA的方向都是從5′-端→3′-端，多肽鏈生長(zhǎng)的方向總是從N-端→C-端。三聯(lián)體密碼正確的氨基酸的參入取決于mRNA上的密碼子與tRNA上的反密碼子之間的相互作用，與tRNA所攜帶的氨基酸無(wú)關(guān)密碼子與反密碼子的相互識(shí)別遵守?cái)[動(dòng)規(guī)則在核糖體上同源tRNA的識(shí)別是誘導(dǎo)契合的過(guò)程兔網(wǎng)質(zhì)紅細(xì)胞[3H]-Leu在不同的時(shí)段完成標(biāo)記純化全長(zhǎng)的多肽降低溫度以降低翻譯的速率使用胰蛋白酶消化，分離肽段，用放射線對(duì)肽端位置作圖在保溫60分鐘后分離出的α珠蛋白幾乎所有的Leu殘基都是帶放射性的。而在保溫僅幾分鐘后分離到的α珠蛋白，其帶放射性的Leu則集中在肽鏈的C-端。遺傳密碼的破譯

MarshallNirenberg和HeinrichMatthaei建立了大腸桿菌無(wú)細(xì)胞翻譯系統(tǒng)無(wú)細(xì)胞抽取物核糖體各種tRNA氨基酸aaRSATP,GTP+mRNA=蛋白質(zhì)他們使用多聚核苷酸磷酸化酶得到同聚物破譯第一個(gè)遺傳密碼即:

nNDPs

(NMP)n+nPi

在1961年，Matthaei發(fā)現(xiàn)，當(dāng)將PolyU加到大腸桿菌無(wú)細(xì)胞翻譯系統(tǒng)中以后，一種僅由苯丙氨酸組成的多肽即多聚苯丙氨酸被合成了，這就意味著他們成功破譯出第一個(gè)密碼子即UUU的密碼子。破譯其余的遺傳密碼

在1964年，由Nirenberg發(fā)明的核糖體結(jié)合技術(shù)使得遺傳密碼最終完全得以破譯。核糖體結(jié)合技術(shù)是建立在兩個(gè)基本的事實(shí)上：一是人工合成的三聚核苷酸可以作為模板；二是在無(wú)GTP時(shí)，三聚核苷酸可以促進(jìn)同源的氨酰-tRNA結(jié)合在核糖體上，而不生成蛋白質(zhì)。這樣，利用由核糖體和三聚核苷酸及其同源的氨酰-tRNA形成的三元復(fù)合物能被硝酸纖維素濾膜吸附的性質(zhì)，可將結(jié)合的氨酰-tRNA與其它沒(méi)有結(jié)合的氨酰-tRNA分開。通過(guò)分析結(jié)合在硝酸纖維素濾膜上的氨酰-tRNA上氨基酸的性質(zhì)和原來(lái)的三聚核苷酸序列可以弄清某種氨基酸的密碼子。如使用GGG作為模板，則放射性標(biāo)記的甘氨酰-tRNA能夠結(jié)合到核糖體上，這樣就破譯出甘氨酸的密碼子是GGG。同樣利用其它已知序列的三聚核苷酸作為模板可以破譯出更多的遺傳密碼。綜合以上的結(jié)果，Nirenberg最終完全破譯出20種氨基酸所有的三聯(lián)體密碼。19AAs+[14C]-Pro+aaRSs使用NC濾膜過(guò)濾放射性在濾出液濾膜19AAs+[14C]-Phe+aaRSs使用NC濾膜過(guò)濾放射線留在濾膜上濾膜遺傳密碼的主要性質(zhì)

簡(jiǎn)并與兼職密碼子的選定不是隨機(jī)的通用和例外不重疊無(wú)標(biāo)點(diǎn)同一種氨基酸的不同密碼子使用的頻率不盡相同線粒體內(nèi)遺傳密碼的例外生物來(lái)源密碼子UGAAUAAGA，AGGCUNCCG標(biāo)準(zhǔn)遺傳密碼脊椎動(dòng)物果蠅啤酒酵母圓酵母裂殖酵母線狀真菌錐體蟲高等植物終止TrpTrpTrpTrpTrpTrpTrp終止IleMetMetMetMetIleIleIleIleArg終止SerArgArgArgArgArgArgLeuLeuLeuThrThrLeuLeuLeuLeuArgArgArgArg無(wú)ArgArgArgTrp擺動(dòng)規(guī)則擺動(dòng)規(guī)則由Crick于1966年提出，用來(lái)解釋一種tRNA反密碼子如何能夠識(shí)別一種氨基酸的幾個(gè)同義密碼子以及某些含有稀有堿基（如次黃嘌呤）的反密碼子是怎樣識(shí)別由正常堿基構(gòu)成的密碼子的現(xiàn)象。該規(guī)則的內(nèi)容是：密碼子在與反密碼子之間進(jìn)行堿基配對(duì)的時(shí)候，前兩對(duì)堿基嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)的堿基配對(duì)規(guī)則，第三對(duì)堿基則具有一定的自由度。但并非任何堿基之間都可以配對(duì)，當(dāng)反密碼子第一位堿基是A或C者，只能識(shí)別一種密碼子；第一位堿基是G或U者，則能識(shí)別兩種密碼子；第一位堿基是I者，則能識(shí)別三種密碼子。擺動(dòng)規(guī)則的意義在于使得在翻譯的過(guò)程中，tRNA和mRNA更容易分離。擺動(dòng)規(guī)則反密碼子第一個(gè)堿基密碼子第三個(gè)堿基ACGUIUGC、UA、GA、C、U在核糖體上同源tRNA的

識(shí)別是誘導(dǎo)契合的過(guò)程以原核細(xì)胞為例，在A部位上同源tRNA與mRNA的結(jié)合誘導(dǎo)A1492和A1493從16SrRNA螺旋44的內(nèi)部環(huán)中被擠出來(lái)，同時(shí)還造成通用保守的G530從原來(lái)的順式構(gòu)象編成反式構(gòu)象。在新的構(gòu)象之中，A1493和A1492分別與密碼子/反密碼子的前兩個(gè)堿基對(duì)螺旋相互作用，而G530同時(shí)與反密碼子的第二個(gè)位置和密碼子的第三個(gè)位置相互作用。這些構(gòu)象誘導(dǎo)變化的結(jié)果是密碼子/反密碼子的前兩個(gè)堿校對(duì)受到核糖體的檢查，以區(qū)分正確的Watson-Crick堿基對(duì)和錯(cuò)配的堿基對(duì)，而“搖擺”位置似乎能夠容忍擺動(dòng)規(guī)則允許的堿基對(duì)。翻譯的詳細(xì)機(jī)制4步驟反應(yīng)：（1）氨基酸的活化（2）起始（3）延伸（4）終止和釋放原核生物的翻譯真核生物的翻譯細(xì)胞器的翻譯系統(tǒng)原核生物的蛋白質(zhì)合成

（一）氨基酸的活化（1）fMet-tRNAfMet的形成（2）

Sec-tRNASec的形成（3）其他氨酰-tRNA的形成（二）起始階段（1）起始密碼子的識(shí)別（2）起始復(fù)合物的形成（三）延伸階段在起始復(fù)合物形成以后，翻譯即進(jìn)入延伸階段，延伸階段所發(fā)生的主要事件是進(jìn)位、轉(zhuǎn)肽和移位且不斷的循環(huán)。（四）多肽鏈合成的終止與釋放MetATP/Mg2+

+tRNAm

MettRNAf

MetMet-tRNAmMetMet-tRNAfMetfMet-tRNAfMetN10-甲?；臍淙~酸轉(zhuǎn)甲?；窤MP/Mg2+PPi相同的aaRS不行AMP/Mg2+PPitRNASec

+

ATP+

SerSerRSSer-tRNASecHSe-

+

ATPSePSec-tRNASec起始密碼子的識(shí)別原核翻譯系統(tǒng)起始密碼子的識(shí)別主要是依賴于mRNA5′-端的SD序列與16SrRNA3′-端的反SD序列之間的互補(bǔ)配對(duì)。SD序列位于起始密碼子上游約7個(gè)堿基的區(qū)域，由4個(gè)~5個(gè)堿基組成，富含嘌呤堿基，它是由JohnShine和LynnDalgarno在1974年，通過(guò)比較多種原核細(xì)胞蛋白質(zhì)mRNA的5′-端核苷酸序列之后總結(jié)出來(lái)的。在16SrRNA3′-端有一段富含嘧啶堿基的序列，可以和SD序列互補(bǔ)配對(duì)，因而被稱為反SD序列。許多實(shí)驗(yàn)證明，正是SD序列與反SD序列的互補(bǔ)關(guān)系，才使得位于mRNA的SD序列下游的第一個(gè)AUG用作起始密碼子。SD序列和反SD序列起始復(fù)合物的形成起始復(fù)合物的形成與起始密碼子的識(shí)別緊密聯(lián)系在一起，起始階段的總反應(yīng)式可寫成：

30S+50S+mRNA+fMet-tRNAfMet+IF1+IF2+IF3+GTP→[70S·mRNA·fMet-tRNAfMet]+GDP+Pi+IF1+IF2+IF3在形成的三元復(fù)合物中，起始密碼子正好處于P部位，而fMet-tRNAfMet通過(guò)密碼子與反密碼子的互補(bǔ)作用定位于P部位，A部位是空著的，mRNA像一根細(xì)線一樣，通過(guò)小亞基上彎曲的通道，將作為模板進(jìn)行翻譯。無(wú)活性的70S核糖體SD序列30S起始復(fù)合物70S起始復(fù)合物GDP+Pi多肽鏈合成的延伸每添加一個(gè)氨基酸需要三步反應(yīng)——進(jìn)位、轉(zhuǎn)肽和移位三步反應(yīng)循環(huán)多次，循環(huán)的次數(shù)取決于mRNA上的密碼子的數(shù)目原核生物和真核生物在延伸循環(huán)上非常相似快：15-20個(gè)氨基酸/秒精確：每參入~10000氨基酸出現(xiàn)1個(gè)錯(cuò)誤

進(jìn)位轉(zhuǎn)肽移位Repeat進(jìn)位進(jìn)位是指正確的氨酰-tRNA進(jìn)入A部位，它是在EF-Tu·GTP的幫助下完成的，盡管在沒(méi)有EF-Tu的存在下，氨酰-tRNA也能進(jìn)入A部位，但是效率極低。進(jìn)位的具體過(guò)程是：首先EF-Tu·GTP和fMet-tRNAfMet以外的氨酰-tRNA形成三元復(fù)合物，隨后三元復(fù)合物進(jìn)入A部位；氨酰-tRNA的結(jié)合導(dǎo)致小亞基的構(gòu)象發(fā)生變化，致使16SrRNA上一段高度保守的堿基與密碼子/反密碼子復(fù)合物前兩個(gè)堿基對(duì)上的小溝能夠緊密地發(fā)生作用，有利于確保正確的tRNA的結(jié)合。如果上述相互作用沒(méi)有能夠穩(wěn)定特定的核糖體構(gòu)象，進(jìn)入A部位的錯(cuò)誤氨酰-tRNA在肽鍵形成之前被釋放。核糖體上的一個(gè)結(jié)構(gòu)域充當(dāng)EF-Tu的GAP，該功能依賴于密碼子/反密碼子的相互識(shí)別而使得進(jìn)入的氨酰-tRNA相對(duì)于大亞基處于一個(gè)正確的位置。一旦正確的氨酰-tRNA進(jìn)入A部位不久，EF-Tu所具有的GTP酶活性被激活，與它結(jié)合的GTP水解成GDP和Pi。當(dāng)GTP水解以后，EF-Tu的構(gòu)象發(fā)生較大的變化，這種構(gòu)象的變化促進(jìn)了EF-Tu的釋放。而EF-Tu的釋放引起氨酰-tRNA在核糖體上的重新排布，以便于肽鍵的形成，為進(jìn)入轉(zhuǎn)肽反應(yīng)創(chuàng)造條件。釋放出來(lái)的EF-Tu·GDP在EF-Ts的催化下，由細(xì)胞液的GTP取代GDP而重新轉(zhuǎn)變成為有活性的EF-Tu·GTP。由此可見，EF-Ts的功能是作為GEF，催化與EF-Tu上的GDP與細(xì)胞液的GTP進(jìn)行交換，重新激活EF-Tu。一旦EF-Tu與GTP結(jié)合，它的構(gòu)象即發(fā)生變化，從而導(dǎo)致EF-Ts的解離。多肽鏈延伸過(guò)程中的進(jìn)位和移位反

轉(zhuǎn)肽當(dāng)正確的氨酰-tRNA進(jìn)入A部位以后，緊接著就發(fā)生轉(zhuǎn)肽反應(yīng)，由轉(zhuǎn)肽酶催化與A部位結(jié)合的氨酰-tRNA上的氨基N親核進(jìn)攻與P部位結(jié)合的tRNA上的肽?；虬滨；纬呻逆I。第一個(gè)肽鍵在甲酰甲硫氨酸和第二個(gè)氨基酸之間形成。轉(zhuǎn)肽反應(yīng)牽涉到由23SrRNA上1個(gè)高度保守的腺苷酸參與的酸堿催化。該腺苷酸的周圍并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)。目前已有充分的證據(jù)表明大腸桿菌的肽酰轉(zhuǎn)移酶由50S亞基上的23SrRNA承擔(dān)。轉(zhuǎn)肽酶活性中心的腺苷酸嘌呤環(huán)的一個(gè)N通過(guò)抽取氨酰-tRNA的氨基N上的質(zhì)子而促進(jìn)轉(zhuǎn)肽反應(yīng)。A2451在所有的已知23SrRNA中是絕對(duì)保守的，它處于特殊的微環(huán)境中，致使其pKa從7.6下降到4，能夠作為廣義的酸堿催化劑發(fā)揮作用，被抽取的質(zhì)子在氨酰-tRNA上的酯鍵被切開后，供給P部位上tRNA上的羥基。蛋白質(zhì)合成過(guò)程中的轉(zhuǎn)肽反應(yīng)轉(zhuǎn)肽酶是核酶的主要證據(jù)還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)一種蛋白質(zhì)單獨(dú)或者和其它蛋白質(zhì)一起催化肽鍵的形成；小亞基的16SrRNA特殊的區(qū)域在A部位和P部位與反密碼子區(qū)域相作用。相反，大亞基的23SrRNA與肽酰-tRNA的CCA末端相作用，從而使之位于轉(zhuǎn)肽酶合適的位置；紅霉素和氯霉素抑制轉(zhuǎn)肽酶的活性，但某些23SrRNA序列發(fā)生突變的菌株對(duì)這兩種抗生素具有抗性；核糖體的三維結(jié)構(gòu)顯示轉(zhuǎn)肽酶的活性中心由RNA組成，最近的蛋白質(zhì)離活性中心有2nm，這樣的距離太遠(yuǎn)，不可能參與催化；人工篩選到的核酶能催化肽鍵的形成碎片反應(yīng)23SrRNA催化的轉(zhuǎn)肽反應(yīng)23SrRNA催化的轉(zhuǎn)肽反應(yīng)移位經(jīng)歷了轉(zhuǎn)肽反應(yīng)以后，P部位的tRNA已經(jīng)成為空載的tRNA），空載的tRNA隨后進(jìn)入E部位，與此同時(shí)，移位反應(yīng)發(fā)生了，在A部位上形成的肽酰-tRNA同與其結(jié)合的mRNA一起移動(dòng)到P部位，這為肽鏈延伸的下一輪循環(huán)做好了準(zhǔn)備。注意在移位反應(yīng)中，肽酰-tRNA上的反密碼子與密碼子的相互作用已不再是決定氨基酸特異性的因素，但是它對(duì)于維持移位反應(yīng)的準(zhǔn)確性（只移位一個(gè)密碼子）以保持正確的閱讀框架是至關(guān)重要的。移位反應(yīng)需要EF-G的幫助，EF-G也是一種小分子G蛋白，其大小、形狀以及電荷分布與和氨酰-tRNA結(jié)合的EF-Tu相似。EF-G·GTP在A部位的附近與核糖體結(jié)合，推動(dòng)移位反應(yīng)的進(jìn)行。EF-G-GTP的結(jié)合可能將帶有新生肽鏈的tRNA從A部位“推”到P部位，與此同時(shí)，空載的tRNA則從P部位轉(zhuǎn)移到E部位。既然tRNA與mRNA通過(guò)密碼子/反密碼子的堿基配對(duì)結(jié)合在一起，mRNA也就隨之發(fā)生移位。移位反應(yīng)被認(rèn)為是自發(fā)的，因?yàn)榭蛰dtRNA對(duì)E部位的親和力要比對(duì)P部位高，而肽酰-tRNA對(duì)P部位的親和力要比對(duì)A部位的親和力高。但是，在移位過(guò)程中，GTP并不發(fā)生水解，只是在移位完成以后，核糖體再次充當(dāng)EF-G的GAP，導(dǎo)致EF-G水解與其結(jié)合的GTP成為GDP和Pi。一旦GTP被水解，EF-G立刻與核糖體解離。EF-G的解離是下一輪肽鏈的延伸反應(yīng)所必需的，這是因?yàn)镋F-G和EF-Tu與核糖體的結(jié)合位點(diǎn)部分重疊。在EF-G-GDP從核糖體上釋放出來(lái)以后，其分子本身的一個(gè)結(jié)構(gòu)域似乎作為自己的GEF以再生出EF-G-GTP。Phe-tRNA-EF-Tu

EF-G

EF-G與苯丙氨酰

-tRNA

?EF-Tu復(fù)合物在三維結(jié)構(gòu)上的相似之處

翻譯過(guò)程中的分子模擬

EF-Tu和EF-G各自與核糖體結(jié)合的相互排斥

多肽鏈合成的終止與釋放隨著肽鏈的不斷延伸，位于mRNA上的終止密碼子最終進(jìn)入A部位，由于沒(méi)有相應(yīng)的氨酰-tRNA的結(jié)合，RF1或RF2便識(shí)別并結(jié)合上去，RF3又是一種小分子G蛋白，它與GTP形成的復(fù)合物RF3·GTP促進(jìn)RF1和RF2的作用。一旦釋放因子結(jié)合到A部位，核糖體上的肽酰轉(zhuǎn)移酶的活性就會(huì)發(fā)生改變，它催化肽?；D(zhuǎn)移給水分子，導(dǎo)致肽酰-tRNA的水解，肽鏈因此被釋放出來(lái)。隨后空載的tRNA離開核糖體，釋放因子因?yàn)镽F3的GTP酶活性將結(jié)合的GTP水解而得以釋放。最后，在RRF的幫助下，核糖體與mRNA解離，解離的核糖體進(jìn)入下一輪翻譯。原核細(xì)胞多肽鏈合成的終止與釋放損傷mRNA的搶救合成細(xì)菌mRNA一般很快水解，其半壽期較短，因此，mRNA有很大的可能性丟掉了它的3′-端。如果這種情況真的發(fā)生了，后果很可能非常嚴(yán)重。不妨設(shè)想，假定一個(gè)mRNA分子因此丟失了它的終止密碼子（基因突變也可以導(dǎo)致一個(gè)mRNA喪失終止密碼子），那么將沒(méi)有終止信號(hào)促進(jìn)核糖體的解離。任何與這種有缺陷的mRNA結(jié)合的核糖體當(dāng)翻譯到斷裂的末端，將裹足不前，難以解離。E.coli和其它細(xì)菌已發(fā)展了一套專門的機(jī)制處理這些無(wú)終止密碼子的有缺陷的mRNA，這種機(jī)制為反式翻譯。反式翻譯不同于一般的順式翻譯，它將兩個(gè)mRNA翻譯成一條融合的肽鏈，其中有一個(gè)mRNA分子無(wú)終止密碼子，另一個(gè)mRNA分子是tmRNA。

tmRNA(10SaRNA)的結(jié)構(gòu)使用tmRNA的反式翻譯真核生物的細(xì)胞質(zhì)翻譯系統(tǒng)與原核生物翻譯系統(tǒng)的差別核糖體的沉降系數(shù)為80S，比原核系統(tǒng)大；mRNA模板的結(jié)構(gòu)差別很大，通常是單順?lè)醋?，有帽子和尾巴，但沒(méi)有SD序列；轉(zhuǎn)錄和翻譯在時(shí)空上分離，分別發(fā)生在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)，兩者不存在偶聯(lián)關(guān)系；起始tRNA不進(jìn)行甲?；?，也不能進(jìn)行甲酰化；只能使用AUG為起始密碼子，而且識(shí)別起始密碼子的機(jī)制也完全不同；起始階段不僅消耗GTP，還消耗ATP；起始因子的種類和結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜；肽鏈延伸的速度低于原核生物，大概是每秒鐘參入2個(gè)氨基酸；只有2種釋放因子；對(duì)抑制劑的敏感性不同。真核生物的細(xì)胞質(zhì)翻譯系統(tǒng)翻譯的詳細(xì)機(jī)制

氨基酸的活化——此階段的反應(yīng)與原核翻譯系統(tǒng)沒(méi)有什么差別，所不同的是起始氨酰-tRNA并不進(jìn)行甲酰化。起始——與原核系統(tǒng)差別較大延伸——與原核系統(tǒng)非常相似

eEF-1代替EF-Tu和EF-TseEF-2代替EF-G終止與釋放——與原核系統(tǒng)相似，但沒(méi)有RRF真核生物細(xì)胞質(zhì)翻譯系統(tǒng)翻譯的起始真核生物的翻譯的起始

mRNA的準(zhǔn)備和檢查Met-tRNAiMet與核糖體40S小亞基的結(jié)合

43S預(yù)起始復(fù)合物與mRNA復(fù)合物結(jié)合通過(guò)掃描發(fā)現(xiàn)起始密碼子

60S亞基的結(jié)合與起始因子的釋放mRNA的準(zhǔn)備和檢查由于真核系統(tǒng)的mRNA要經(jīng)歷復(fù)雜的后加工，所以翻譯系統(tǒng)首先需要對(duì)mRNA進(jìn)行檢查，以確保只有加工完好的mRNA才能被用作模板。參與這一步反應(yīng)的起始因子為eIF4系列，其中eIF4E為帽子結(jié)合蛋白，專門與mRNA的5‘-端的帽子結(jié)合，eIF4G是一種接頭分子，既能與eI