Part-IV-翻译-1

蛋白质翻译PartIV翻译定义：在mRNA的指导下，合成蛋白多肽的整个过程。mRNAprotein意义：基因表达的第二步，是DNA所携带的遗传信息得以通过蛋白形式表现的重要一步。Codingstrand,Sensestrand,CrickstrandTemplatestrand,antisensestrand,WatsonstrandTranscriptionTranslation4.1.基本概念4.2.peptidesynthesis4.3.mRNA的结构和翻译4.4.Pre-proteinprocessing4.5.蛋白质翻译后转运4.1.基本概念thesecondstepofgeneexpressionmultiple&complexassessmenttRNAasaadapterforcodon&aminoacidtRNAloadingaabyaa-tRNAaasynthetase(AARS，氨酰基tRNA合成酶)tRNArecognitioncodon（密码子）viaanti-codon（反密码子）Ribosomethecellsproteinfactorythemechanismoftranslationinitiation,elongationandtermination4.1.1.tRNA●miniRNA,4s,(70-80Nt)●tRNAphe,77Ntcloverleafform(1964HolleyR.)●5arms&4loops●Ntmoremodifiedbymethylation---aaacceptarm;loadingaaat3’end---DHUloop;contactwithAARS---anti-codonloop;34thiswobblebase---TΨCloop;contactwith5srRNA---extraloop;classificationmarker?34Itype;3-5Nt3/4tRNAIItype;13-21NttRNA的二级结构tRNA上常见的碱基修饰DHUΨtRNA的“L”三维结构“L”构型的结构力---二级结构中双链区的碱基堆积力和氢键---二级结构中非双链区的氢键tRNAfoldsintoacompactL-shapedtertiarystructure.---“L”结构中碱基堆积力大使其拓扑结构趋于稳定---wobblebase位于“L”结构末端堆积力小自由度大使碱基配对摇摆---TΨCloop&DHUloop位于“L”两臂的交界处，利于“L”结构的稳定4.1.2.Codon●codon是mRNA上连续排列的三个核苷酸序列（5‘3’），并编码一个氨基酸信息的遗传单位。nonoverlappingnogapstriplet1961OnecoulddesignsyntheticmRNAsofdefinedsequenceandanalyzetheproteinproductstoshedlightonthenatureofthecode.e.g.Poly(U)poly(Phe)peptide密码子的破译(1968.nobelprize)MarshallNirenbergCell-freeextract+mRNA=proteinButpoly(UCUCUC…)poly(Ser-Leu-Ser-Leu…)UCU/CUCSer/Leu?UUUAAAPheRibosomeTernarycomplexVerylargeCanbecapturedonafilterTripletRNAAsimpletrinucleotideisusuallyenoughlikeamRNAtocauseaspecificaminoacyl-tRNAtobindtoribosomes.M.Nirenberg&P.Leder(1964.Science145;1399)InvitroNitrocellulosefilterUUU(trinucleotide)Ser-C14,Leu,Lys,Arg,…Ser,Leu-C14,Lys,Arg,…Ser,Leu,Lys-C14,Arg,………Ribosomesaa-tRNAaasynthetasetRNAsATP,GTPet.alSer-C14….Leu-C14….Lys-C14….Gly-C14….19AAs+[14C]-PheandsolubleaaRSsFilterthroughNCfilterwhichbindsribosomecomplexesRadioactivityonfilterGeneticcodon●codon具有简并性（degeneracy）；●在一个基因序列中codon具有不重叠性和无标点性；●codon具有原核生物和真核生物的通用性与保守性（除线粒体外）。终止密码子：UAGUAAUGA起始密码子：AUG(也是Metcodon)每种氨基酸受1-6种密码子编码Degeneracyofcodon(密码子的简并现象)a)简并现象的概念；---一种氨基酸受2个以上codon编码的遗传现象---编码一种aa的4个codon间,仅3rdNt不同,称为codonfamily例；Arg(6codons)1codonfamily&2extracodonsb)简并现象的机理；●Isoacceptor;负载同一氨基酸，但识别不同密码子的tRNA●Wobblehypothesis（摆动假说）;反密码子:密码子1th(Nt34):3rd-NtmRNA5’---CGU---CGC---CGA---CGG---AGA---AGG---3’GCGGCUUCU3’5’3’5’3’5’RRRtRNA1codonfamily2extracodons在一定范围内的可选择配对现象●Wobblebase的摇摆配对原则13WobblehypothesisCodon的第1，2位Nt与Anti-codon严格配对，然而第3位Nt非严格配对，而是由Anti-codon的第1位Nt决定。●Wobblebase摇摆配对的机理---tRNA的拓扑空间结构34th摇摆位点位于拓扑结构的末端，碱基堆积力小，选择性配对的自由度大---34th摇摆位点被修饰的频率高导致配对原则的改变---34th几乎无A尤以A34II=A/I=C/I=UNt34人类线粒体codon的特殊性TrpTERMMet4.1.3.Ribosome核糖体足以结合tRNA和mRNA核糖体ribosomerRNA和蛋白质组成的核糖核酸蛋白质复合物；大小两个亚基组成；小亚基解码mRNA的信息，大亚基将氨基酸通过肽键连接；34●5sRNA与TΨCloopoftRNA部分同源，并可配对InProk.5srRNA23srRNA16srRNA●23srRNA---2660±Ntregionbindingwithcomplexofaa-tRNAaa~(EF)-Tu~GTP3’-endof16srRNArichCCUconservativeseq.complementarywith5’leadingseq.ofmRNAShine-Dilgarnoseq.ofrichAGG●细菌mRNA的翻译起始位点包括AUG起始密码子及其上游的SD序列。起始涉及mRNA的SD序列与16srRNA的保守序列之间的碱基配对。InProkaryote5’-end;300±Ntleadingseq.(A/G-------------AUG)S.Dseq---------------------AUGpoly-citron9NtbetterShine-Dalgarnoseq.(S.D.seq.)AGGAGGmRNA细菌mRNA的翻译在多顺反子中有序进行。TΨCloopoftRNA5’leadingseq.ofmRNAaa-tRNAaa~(EF)-Tu~GTPInEuk.3’-endof18srRNA与原核生物16srRNA高度相似,但无与S.D.seq.互补的保守序列。AMEAMECCUGCGGUUGGAUGACCUCCUUAMEAMECCUGCGGAAGGAUGAUUA16srRNABacterial18srRNAMammalian高度相似●真核mRNA的翻译起始位点由一个包含AUG起始密码子的10个核苷酸序列构成。起始涉及小亚基结合到mRNA的5‘端，并扫描mRNA，直到找到起始点。InEukaryotemono-cistron5’m7Gppp--------------NNNPuNNA1U2G3G4—leadingseq.核糖体小亚基扫描AUG的信号序列(scanningsequence)至关准确翻译mRNARibosome的活性位点●mRNAsite(mRNA结合位点）●Psite：肽酰-tRNA结合部位●●Asite：氨酰-tRNA结合部位Peptidyltransferase：肽酰转移酶活性位点●EF-G（转位因子）,EF-Tu（延伸因子）or5SrRNAsite●Esite：空载tRNA临时结合部位TranslationdomainExitdomainmenbraneExitchannel5ssitePeptidyltransferasePsiteAsiteEF-GsiteEF-TusitemRNAsite35NtRibosome的活性位点Esite细菌70s核糖体和tRNA在三个位点的结合。4.1.4.辅助因子IF(initiationfactor)起始因子EF(elongationfactor)延伸因子RF(releasefactor)释放因子